JP2001221099A

JP2001221099A - 内燃機関のシリンダヘッド

Info

Publication number: JP2001221099A
Application number: JP2000034166A
Authority: JP
Inventors: Taku Komatsuda; 卓小松田; Kaoru Aoki; 薫青木; Shinichi Takahashi; 伸一高橋; Takuya Takagi; 卓也高木; Hiroshi Nakamura; 弘中村; Tsutomu Yamazaki; 勉山▲崎▼
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2001-08-17
Anticipated expiration: 2020-02-10
Also published as: CN1308184A; EP1124052A3; EP1124052A2; EP1124052B1; DE60127478D1; JP3824832B2; US20010013326A1; US6622686B2; TW475972B; CA2335261C; CN1170059C; DE60127478T2; BR0100477A; CA2335261A1

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造で、高い機関出力を維持できると
共に、シリンダヘッドの大型化を伴うことなく、吸気弁
または排気弁の良好なシール性を確保する。【解決手段】内燃機関のシリンダヘッド１は、燃焼室
３と、吸気弁および排気弁によりそれぞれ開閉される吸
気口4a，5aおよび排気口6a，7aと、ボルトが挿通される
挿通孔21〜28とを備え、ボルトによりシリンダブロック
に締結される。燃焼室３と挿通孔21〜28との間に、シリ
ンダヘッド１のシリンダブロックとの合わせ面２からの
平面視で、排気口6a，7aの中心C2，C3と挿通孔25〜28の
中心C5〜C8とを結ぶ直線L1，L2、吸気口4a，5aの中心C
9，C10と挿通孔21〜24の中心C11〜C14とを結ぶ直線L3，
L4と重なる位置に冷却水の連通路17，18，17′，18′が
設けられる。排気口6a，7aおよび吸気口4a，5a周辺が熱
膨張したとき、連通路17，18，17′，18′により、ボル
トによる締結部による熱膨張の拘束が緩和されて、熱膨
張が許容されるため、熱膨張に起因する排気口6a，7aお
よび吸気口4a，5aの変形が抑制されて、吸気弁および排
気弁のシール性が確保される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本出願発明は、内燃機関のシ
リンダヘッドに関し、詳しくは、シリンダヘッドをシリ
ンダブロックに締結する締結具が挿通される挿通孔を備
えたシリンダヘッドにおいて、吸気弁により開閉される
吸気口周辺の熱膨張による吸気口の変形、または排気弁
により開閉される排気口周辺の熱膨張による排気口の変
形を抑制するための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関において、吸気弁および排気弁
によりそれぞれ開閉される吸気口および排気口が設けら
れたシリンダヘッドは、燃焼ガスに曝されて高温となる
部分であり、同時に吸気口周辺および排気口周辺も高温
となる。一方、シリンダヘッドには、複数の締結ボルト
挿通孔が、吸気口および排気口の径方向外方で燃焼室の
周囲に設けられ、該締結ボルト挿通孔に挿通される締結
ボルトにより、シリンダヘッドがシリンダブロックに締
結される。

【０００３】そして、高温となった吸気口周辺または排
気口周辺は、周囲に略均等に熱膨張しようとするが、図
７に図示されるように、吸気口ａおよび排気口ｂの径方
向外方には挿通孔ｃに挿通された締結ボルトにより締め
付けられている締結部が位置していることから、シリン
ダヘッドのシリンダブロックとの合わせ面からの平面視
で、吸気口ａまたは排気口ｂの中心と挿通孔ｃの中心と
を結ぶ直線ｄに沿う方向の熱膨張、特に、吸気口ａ周辺
または排気口ｂ周辺と直線ｄとが重なる部分近傍の直線
ｄに沿う方向の熱膨張が、前記締結部で拘束される。そ
のため、吸気口ａ周辺または排気口ｂ周辺が均一に膨張
することができず、略真円の吸気口ａまたは排気口ｂが
変形して非真円形状を呈すると同時に、吸気口ａ周辺ま
たは排気口ｂ周辺の、吸気口ａまたは排気口ｂの中心を
通ると共に前記直線ｄと略直交する直線ｅと重なる部分
近傍の領域ｆに、熱応力が集中して発生する。そして、
領域ｆには該熱応力に起因したクリープ変形が生じて、
吸気口ａまたは排気口ｂがさらに非真円形状を呈するこ
とになる。なお、ｇは点火栓が燃焼室に臨む開口部であ
る。

【０００４】吸気口または排気口がこのように変形する
と、吸気弁または排気弁のシール性が低下して、圧縮行
程中に、吸気弁と吸気口との間、または排気弁と排気口
との間から未燃混合気が漏出する。そして、吸気弁と吸
気口との間から未燃混合気が漏出すると、吸気ポートに
燃料が逆流するため、空燃比制御の制御精度に悪影響を
与えかねず、また排気弁と排気口との間から未燃混合気
が漏出すると、排気ガス中のＨＣ量が増加し、排気エミ
ッションの悪化をもたらすことになる。

【０００５】そこで、このような吸気口周辺または排気
口周辺の熱膨張による変形やクリープ変形による吸気弁
または排気弁のシール性の低下を防止するために、従
来、内燃機関の最高燃焼温度を制限したり、シリンダヘ
ッドの冷却水ジャケットの容量を増加させて冷却性能を
向上させることで、吸気口または排気口の変形を抑制し
て、吸気弁または排気弁のシール性を確保するようにし
ていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最高燃
焼温度を制限することは、機関出力が制限されることに
なり、例えば車両用内燃機関では走行性能が制限される
など、内燃機関が搭載される機器の作動性能が制限され
るため、その改善が望まれていた。また、冷却水ジャケ
ットの容量を増加させるなど冷却性を向上させるための
冷却機構の大型化は、シリンダヘッドの大型化を招来し
て、内燃機関の配置の自由度が制限される。

【０００７】本出願発明は、このような事情に鑑みてな
されたものであって、簡単な構造で、高い機関出力を維
持できると共に、シリンダヘッドの大型化を伴うことな
く、吸気弁または排気弁の良好なシール性を確保するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段および発明の効果】本出願
の請求項１記載の発明は、燃焼室と、吸気弁および排気
弁によりそれぞれ開閉される吸気口および排気口と、締
結具が挿通される挿通孔とを備え、該締結具によりシリ
ンダブロックに締結される内燃機関のシリンダヘッドに
おいて、前記燃焼室と前記挿通孔との間に、前記シリン
ダヘッドの前記シリンダブロックとの合わせ面からの平
面視で、前記吸気口または前記排気口の中心と前記挿通
孔の中心とを結ぶ直線と重なる位置に空間部が設けられ
た内燃機関のシリンダヘッドである。

【０００９】この請求項１記載の発明によれば、吸気口
周辺または排気口周辺が熱膨張したとき、吸気口周辺ま
たは排気口周辺は、特に前記平面視で前記直線との重な
る部分の近傍は、空間部により、締結具により締め付け
られているシリンダヘッドの締結部による熱膨張の拘束
が緩和されるため、熱膨張が許容されて、該直線に沿う
方向に膨張することができる。そのため、前記締結部に
よる熱膨張の拘束に基づく吸気口または排気口の変形が
抑制され、しかも吸気口周辺または排気口周辺の、吸気
口または排気口の中心を通ると共に直線と略直交する直
線と重なる部分近傍の領域において、熱膨張の拘束によ
り発生する集中熱応力を低減でき、吸気口または排気口
は、吸気口周辺または排気口周辺が熱膨張する前の略真
円形状に近い形状に維持される。

【００１０】その結果、シリンダヘッドに空間部を設け
るという簡単な構造により、吸気口周辺または排気口周
辺が熱膨張したときにも、吸気弁または排気弁の良好な
シール性を確保できる。そのため、圧縮行程時の未燃混
合気が吸気ポートに漏出することが抑制されて、空燃比
制御の良好な制御精度が維持でき、または圧縮行程時の
未燃混合気が排気ポートに漏出することが抑制されて、
排気エミッションの改善ができる。しかも、空間部によ
り熱膨張が許容される範囲で、高い最高燃焼温度での燃
焼が可能であるため高い機関出力を維持でき、またシリ
ンダヘッドが大型化することもないため、内燃機関の配
置の自由度が制限されることもない。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の内
燃機関のシリンダヘッドおいて、前記空間部の前記直線
と直交する方向の幅の略中央が、該直線と重なる位置を
占めるものである。

【００１２】この請求項２記載の発明によれば、前記締
結部による拘束の緩和の程度が、直線の両側で略均等に
なるので、吸気口または排気口周辺は、より均一に膨張
することができ、吸気口または排気口を、略真円形状に
さらに近い形状に維持できる。その結果、請求項１に係
る発明の効果に加えて、吸気弁または排気弁の一層良好
なシール性を確保、および空燃比制御の良好な制御精度
の維持または排気エミッションの一層の改善ができる。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の内燃機関のシリンダヘッドおいて、前記空
間部は冷却水通路を構成するものである。

【００１４】この請求項３記載の発明によれば、空間部
である冷却水通路により、前記締結部による熱膨張の拘
束が緩和されると同時に、吸気口周辺または排気口周辺
が空間部を流通する冷却水により冷却されるので、吸気
口周辺または排気口周辺の熱膨張自体を小さくすること
ができるため、熱膨張の拘束による吸気口または排気口
の変形および集中熱応力の発生を一層抑制できるので、
吸気口または排気口は、吸気口周辺または排気口周辺が
熱膨張する前の略真円形状により一層近い形状に維持さ
れる。

【００１５】その結果、請求項１または請求項２記載の
発明の効果に加えて、空間部を冷却水通路とするという
簡単な構造により、吸気弁または排気弁の更なる良好な
シール性の確保、および空燃比制御の良好な制御精度の
維持または排気エミッションの更なる改善ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本出願発明の実施形態を図
１ないし図５を参照して説明する。第１実施形態におい
て、内燃機関は、車両に搭載されるＶ型６気筒の火花点
火式のＳＯＨＣ水冷式内燃機関であり、内燃機関は、Ｖ
字をなす一対のバンクを有するアルミニウム合金製のシ
リンダブロックと、各バンクにおいてシリンダブロック
に締結された一対のアルミニウム合金製のシリンダヘッ
ドとを備える。図１には、一方のバンクのシリンダヘッ
ド１のシリンダブロック（図示されず）との合わせ面２
が示されている。なお、以下では、一方のバンクのシリ
ンダヘッド１およびシリンダブロックを中心に説明する
が、他方のバンクのシリンダヘッドおよびシリンダブロ
ックも基本的に同様の構造となっている。

【００１７】シリンダブロックの各バンクは、シリンダ
ブロックに回転自在に支持されたクランク軸の軸方向に
沿って配列された３つのシリンダ部を有し、該各シリン
ダ部に設けられてピストンが往復動自在に嵌合するシリ
ンダ孔に対応して、シリンダヘッド１には、ペントルー
フ型の３つの燃焼室３が、クランク軸の軸方向（以下、
「配列方向」という）にそれぞれ凹設される。

【００１８】図２および図３を併せて参照すると、各燃
焼室３には、シリンダヘッド１に設けられた１対の吸気
ポート４，５の燃焼室３側の開口端であって、１対の吸
気弁８によりそれぞれ開閉される略真円形状の吸気口4
a，5aと、シリンダヘッド１に設けられた１対の排気ポ
ート６，７の燃焼室３側の開口端であって、１対の排気
弁９によりそれぞれ開閉される略真円形状の排気口6a，
7aとが開口している。

【００１９】シリンダヘッド１に圧入されたガイド筒1
0，11に摺動自在にそれぞれ嵌合されて、前記シリンダ
孔の中心線Ａに対して吸気ポート４，５側に傾斜するす
る各吸気弁８と該中心線Ａに対して排気ポート６，７側
に傾斜する各排気弁９とは、シリンダヘッド１に設けら
れた支持孔12に回転自在に支持されるカム軸（図示され
ず）、該カム軸に設けられたカムにより揺動されるロッ
カアームなどからなる動弁機構により開閉作動され、こ
の動弁機構は、シリンダヘッド１に締結されるシリンダ
ヘッドカバーにより密閉されて形成される動弁室内に配
置される。また、各吸気口4a，5aおよび各排気口6a，7a
には、吸気弁８および排気弁９が着座する弁座13，14が
圧入されている。

【００２０】各燃焼室３の燃焼室壁面において、両吸気
口4a，5aは、両バンクで形成されるＶ字の中央寄りに、
また両排気口6a，7aは、Ｖ字の側端寄りに、それぞれ前
記配列方向に沿って配置され、さらに燃焼室壁面の略中
央で、両吸気弁８および両排気弁９に囲まれた位置に
は、点火栓（図示されず）の装着孔15の開口部15aが設
けられる。この装着孔15は、両排気弁９の間の略中央に
位置して、シリンダ孔の中心線Ａに対して排気ポート
６，７側に傾斜する中心線を有する（図３参照）。

【００２１】また、シリンダヘッド１には、各燃焼室３
を囲んで、シリンダブロックに設けられて冷却水ポンプ
から圧送された冷却水が供給されるブロック側冷却水ジ
ャケットと複数の連通路16…，17，18，17′，18′を介
して連通して、該ブロック側冷却水ジャケットから流入
した冷却水が流通するヘッド側冷却水ジャケット19が設
けられる。

【００２２】冷却水通路を構成するこれら連通路16…，
17，18，17′，18′は、燃焼室３に対して中心線Ａの径
方向外方で、かつ周方向に間隔を置いて配置された貫通
孔から構成され、各連通路16…，17，18，17′，18′の
一端がシリンダヘッド１の合わせ面２上で開口部16a
…，17a，18a，17′a，18′aを形成し、その他端がヘッ
ド側冷却水ジャケット19に開放する。さらに、各連通路
16…，17，18，17′，18′は、中心線Ａと略沿って延び
ると共に、合わせ面２と平行な平面での大部分の流路断
面は開口部16a…，17a，18a，17′a，18′aの面積・形
状と近似した面積・形状を有する。そして、連通路16
…，17，18，17′，18′の開口部16a…，17a，18a，1
7′a，18′aが、シリンダブロックとシリンダヘッド１
との間に設けられるガスケットに形成された冷却水通路
に対向していて、冷却水がブロック側冷却水ジャケット
からヘッド側冷却水ジャケット19に流入するようになっ
ている。また、これら開口部16a…，17a，18a，17′a，
18′aは、合わせ面２上で中心線Ａを中心として径方向
に所定幅を有する円環状の円環帯20（二点鎖線で図示）
の範囲内に位置している。

【００２３】そして、ヘッド側冷却水ジャケット19は、
中心線Ａの周方向において燃焼室３を囲む環状形状を有
して連通路16…，17，18，17′，18′が開放している冷
却水通路19aと、吸気ポート４，５および排気ポート
６，７の間を前記配列方向に延びる冷却水通路19bとを
備え、それら冷却水通路19a，19bは相互に連通してい
る。

【００２４】一方、シリンダヘッド１をシリンダブロッ
クに締結するための締結ボルト（図示されず）が挿通さ
れる挿通孔21〜28は、円環帯20の径方向外方であって、
燃焼室３の側方で吸気ポート４，５側および排気ポート
６，７側に、それぞれ４つずつ前記配列方向に沿って設
けられる。

【００２５】それら挿通孔21〜28のうち、排気ポート
６，７側の挿通孔25〜28は、その中心C5〜C8が、各燃焼
室３について、合わせ面２からの平面視で、シリンダ孔
の中心C1と各排気口6a，7aの中心C2，C3とをそれぞれ結
ぶ直線L1，L2上に略位置する。そして、隣接する燃焼室
３の間に位置する挿通孔26，27は、相互に隣接する燃焼
室３のうちの、一方の燃焼室３における他方の燃焼室３
寄りの排気口6a，7aの中心C2，C3を通る直線L1，L2と、
前記他方の燃焼室３における前記一方の燃焼室３寄りの
排気口7a，6aの中心を通る直線L2，L1との交点に、その
中心C6，C7が位置する。

【００２６】また、吸気ポート４，５側の挿通孔21〜24
は、合わせ面２上で、合わせ面２を含む平面と、中心線
Ａを含む平面との交線に対して略線対称となる位置に設
けられる。ここで、各燃焼室３について、合わせ面２か
らの平面視で、挿通孔21，22の中心C11，C12、挿通孔2
2，23の中心，C13、および挿通孔23，24の中心C13，C1
4、と各吸気口4a，5aの中心C9，C10とをそれぞれ結ぶ直
線を、直線L3，L4とする。そして、隣接する燃焼室３の
間に位置する挿通孔22，23は、相互に隣接する燃焼室３
のうちの、一方の燃焼室３における他方の燃焼室３寄り
の吸気口4a，5aの中心C9，C10を通る直線L3，L4と、前
記他方の燃焼室３における前記一方の燃焼室３寄りの吸
気口5a，4aの中心を通る直線L3，L4との交点に、その中
心C12，C13が位置する。

【００２７】また、吸気ポート４，５側の挿通孔21〜24
のうち、シリンダヘッド１の、前記配列方向の両端側に
位置する２つの挿通孔21，24は、前記動弁機構の潤滑の
ために潤滑油を供給する通路を兼ねている。また、排気
ポート６，７側の挿通孔25〜28のうち、シリンダヘッド
１の前記両端側に位置する２つの挿通孔25，28は、締結
ボルトの外周に同軸に配置される円筒状の位置決めピン
の挿入孔ともなっている。なお、29は、それぞれブリー
ザ通路を構成する２つの貫通孔であり、30は、それぞれ
潤滑油の戻し通路を構成する４つの貫通孔である。

【００２８】ところで、各燃焼室３について、図１およ
び図４に図示されるように、貫通孔により構成されるこ
とから、シリンダヘッド１に設けられた空間部ともなっ
ている排気ポート６，７側の２つの連通路17，18、およ
び吸気ポート４，５側の２つの連通路17′，18′は、そ
れぞれ、燃焼室３と排気ポート６，７側の挿通孔25〜28
との間、および燃焼室３と吸気ポート４，５側の挿通孔
21〜24との間であって、前記平面視で、４つの直線L1，
L2，L3，L4とそれぞれ重なる位置に設けられる。そし
て、各連通路17，18，17′，18′において、直線L1，L
2，L3，L4と直交する方向（以下、「直交方向」とい
う）の幅の略中央M1，M2，M3，M4を該直線L1，L2，L3，
L4が通っている。この第１実施形態では、開口部17a，1
8a，17′a，18′aを含め、連通路17，18，17′，18′の
前記流路断面の前記直交方向の幅は、排気口6a，7aおよ
び吸気口4a，5aの内径よりも、それぞれやや小さく設定
されているが、それらの幅は、後述する排気口6a，7a周
辺および吸気口4a，5a周辺の熱膨張を許容して、熱膨張
に起因する排気口6a，7aおよび吸気口4a，5aの変形を抑
制する観点から適宜決定されるものである。同様に、連
通路17，18，17′，18′の前記流路断面の直線L1，L2，
L3，L4方向の幅も、前記観点から適宜決定される。その
ため、連通路17，18，17′，18′の開口部17a，18a，1
7′a，18′aの面積・形状と、開口部17a，18a，17′a，
18′a以外の前記流路断面の面積・形状は、異なること
もある。

【００２９】以下、前述のように構成された第１実施形
態の作用および効果について説明する。燃焼室３内での
混合気の燃焼により、シリンダヘッド１の排気口6a，7a
周辺および吸気口4a，5a周辺は高温となり、大きく熱膨
張する。このとき、前記平面視で、排気口6a，7aおよび
吸気口4a，5aの中心と挿通孔25〜28および挿通孔21〜24
の中心を結ぶ直線L1，L2，L3，L4と重なる位置に、空間
部としての連通路17，18，17′，18′が設けられている
ことから、連通路17，18，17′，18′により排気口6a，
7a周辺および吸気口4a，5a周辺は、特に前記直線L1，L
2，L3，L4と重なる部分の近傍は、締結ボルトにより締
め付けられているシリンダヘッド１の締結部による熱膨
張の拘束が緩和されるため、熱膨張が許容されて、該直
線L1，L2，L3，L4に沿う方向に膨張することができる。
そのため、前記締結部による熱膨張の拘束に基づく排気
口6a，7aおよび吸気口4a，5aの変形が抑制され、しかも
排気口6a，7a周辺および吸気口4a，5a周辺の、排気口6
a，7aおよび吸気口4a，5aの中心C2，C3，C9，C10を通る
と共に前記直線L1，L2，L3，L4と略直交する直線と重な
る部分近傍の領域において、熱膨張の拘束により発生す
る集中熱応力を低減でき、排気口6a，7aおよび吸気口4
a，5aは、排気口6a，7a周辺および吸気口4a，5a周辺が
熱膨張する前の略真円形状に近い形状に維持される。

【００３０】その結果、シリンダヘッド１に空間部であ
る連通路17，18，17′，18′を設けるという簡単な構造
により、排気口6a，7a周辺および吸気口4a，5a周辺を含
め燃焼室壁が熱膨張したときにも、排気弁９および吸気
弁８の良好なシール性を確保できる。そのため、圧縮行
程時の未燃混合気が吸気ポートに漏出することが抑制さ
れて、空燃比制御の良好な制御精度が維持でき、さらに
圧縮行程時の未燃混合気が排気ポートに漏出することが
抑制されて、排気エミッションの改善ができる。しか
も、連通路17，18，17′，18′により熱膨張が許容され
る範囲で、高い最高燃焼温度での燃焼が可能であるため
高い機関出力を維持でき、またシリンダヘッド１が大型
化することもないため、内燃機関の配置の自由度が制限
されることもない。さらに、シリンダヘッド１が大型化
することで、内燃機関の重量が増加することもないの
で、燃費が悪化することもない。

【００３１】また、前記平面視で、開口部17a，18a，1
7′，18′の直交方向の幅の略中央M1，M2，M3，M4が直
線L1，L2，L3，L4と重なる位置を占めるため、前記締結
部による拘束の緩和の程度が、該直線L1，L2，L3，L4の
両側で略均等になるので、排気口6a，7a周辺および吸気
口4a，5a周辺を含め燃焼室壁は、より均一に膨張するこ
とができ、排気口6a，7aおよび吸気口4a，5aを、略真円
形状にさらに近い形状に維持できる。その結果、排気弁
９および吸気弁８の一層良好なシール性を確保、空燃比
制御の良好な制御精度の維持、および排気エミッション
の一層の改善ができる。

【００３２】さらに、連通路17，18，17′，18′は冷却
水通路であるので、連通路17，18，17′，18′により、
前記締結部による熱膨張の拘束が緩和されると同時に、
燃焼室壁全体、特に排気口6a，7a周辺および吸気口4a，
5a周辺が連通路17，18，17′，18′を流通する冷却水に
より冷却されるので、燃焼室壁全体、特に排気口6a，7a
周辺および吸気口4a，5a周辺の熱膨張自体を小さくする
ことができるため、熱膨張の拘束による排気口6a，7aお
よび吸気口4a，5aの変形および集中熱応力の発生を一層
抑制できるので、排気口6a，7aおよび吸気口4a，5aは、
排気口6a，7a周辺および吸気口4a，5a周辺が熱膨張する
前の略真円形状により一層近い形状に維持される。

【００３３】また、シリンダヘッド１において、燃焼が
開始される点火栓の装着孔15周辺も、排気口6a，7a周辺
および吸気口4a，5a周辺と同様に高温となるが、点火栓
の装着孔15の中心C4も、前記平面視で前記直線L1，L2，
L3，L4の近傍に位置するため、装着孔15周辺における直
線L1，L2，L3，L4方向の熱膨張による影響も、連通路1
7，18，17′，18′により小さくすることができ、結果
的に、装着孔15周辺の熱膨張による排気口6a，7aおよび
吸気口4a，5aの変形を抑制できる。

【００３４】以下、前述した第１実施形態の一部の構成
を変更した実施形態について、変更した構成に関して説
明する。

【００３５】前記第１実施形態では、前記平面視で、排
気口6a，7aの中心C2，C3と挿通孔25〜28の中心C5〜C8を
結ぶ直線L1，L2および吸気口4a，5aの中心C9，C10と挿
通孔21〜24の中心C11〜C14を結ぶ直線L3，L4と重なる位
置に設けられて、燃焼室壁全体、特に排気口6a，7a周辺
および吸気口4a，5a周辺の熱膨張を吸収する空間部は、
冷却水通路を構成する貫通孔からなる連通路17，18，1
7′，18′であったが、第２実施形態として、図５に図
示されるように、シリンダヘッド１において、燃焼室３
と挿通孔25〜28との間および燃焼室３と挿通孔21〜24と
の間に設けられ、合わせ面２に開口部40aを有する有底
の凹部40から構成される空間部であってもよい。この場
合にも、凹部40の前記直交方向の略中央が直線L1，L2，
L3，L4と重なる位置を占めるようにされる。そして、こ
の凹部40の開口部40aを含め、合わせ面２に平行な平面
での断面の直線L1，L2，L3，L4方向および前記直交方向
の幅、凹部40の深さ、さらに前記断面の面積・形状など
は、連通路17，18，17′，18′と同様に、燃焼室壁全
体、特に排気口6a，7a周辺および吸気口4a，5a周辺の熱
膨張を許容して、熱膨張に起因する燃焼室壁全体、特に
排気口6a，7aおよび吸気口4a，5aの変形を抑制する観点
から適宜決定される。

【００３６】そして、この第２実施形態においても、前
記第１実施形態の作用および効果のうち、連通路17，1
8，17′，18′が冷却水通路であることに基づく作用お
よび効果を除いて、前記第１実施形態と同様の作用およ
び効果が奏される。

【００３７】さらに、前記第２実施形態においては、直
線L1，L2，L3，L4方向の凹部40は、円環帯20の範囲内に
位置していたが、挿通孔21〜28と燃焼室３との間の任意
の位置とすることができ、例えば図中二点鎖線で示され
る位置P1、または位置P2であってもよい。また、凹部40
を直線L1，L2，L3，L4方向に間隔を置いて複数個並ぶよ
うに設けることもでき、そのような複数の凹部40によ
り、熱膨張を許容する度合いを大きくすることができ
る。さらに、凹部により空間部を構成する別の例とし
て、該凹部は、開口部を合わせ面２以外に有するもので
あってもよい。

【００３８】前記第１実施形態では、前記平面視で直線
L1，L2，L3，L4と重なる連通路17，18，17′，18′は、
円環帯20に配置されていたが、燃焼室３と挿通孔21〜28
との間において、直線L1，L2，L3，L4方向の任意の位置
に設けることができる。また、冷却水通路として、貫通
孔からなる連通路17，18，17′，18′の代わりに、冷却
水通路の一部を構成する凹部を設けて、この凹部によ
り、熱膨張を許容する空間部を構成することもできる。
そして、この凹部の開口部は、合わせ面２に設けられて
いてもよいし、合わせ面２以外であって、冷却水通路に
開放するように設けられていてもよく、その例を第３実
施形態として図６を参照して説明する。

【００３９】図６に図示される第３実施形態において、
凹部41は、第１実施形態の連通路17，18，17′，18′と
同じ位置に設けられ、燃焼室３を囲む環状形状の冷却水
通路19aに開放する開口部41aを有している。この第３実
施形態において、凹部41の底面41bと合わせ面２と間の
厚みｔは、この凹部41の形成箇所以外の冷却水通路19a
の底面と合わせ面２との間の厚みｔ₀よりも小さくされ
て、凹部41の底壁が薄肉部となっている。それゆえ、こ
の薄肉部を形成する凹部41を設けることにより、直線L
1，L2，L3，L4方向の剛性が、冷却水通路19aの、凹部41
形成箇所以外の部分の剛性に比べて低下するため、前記
第１実施形態と同様に、シリンダヘッド１の前記締結部
による熱膨張の拘束が緩和され、前記第１実施形態と同
様の作用および効果が奏される。

【００４０】各実施形態では、前記平面視で、連通路1
7，18，17′，18′または凹部の前記直交方向の幅の略
中央が直線L1，L2，L3，L4と重なる位置を占めたが、連
通路17，18，17′，18′または凹部が直線L1，L2，L3，
L4と重なる位置にあるとの条件の下で、連通路17，18，
17′，18′または凹部の直交方向の幅の略中央が、該直
線L1，L2，L3，L4と重ならない連通路17，18，17′，1
8′または凹部とすることもでき、それらの具体的位置
は、連通路17，18，17′，18′または凹部を設けること
により、燃焼室壁全体、特に排気口6a，7a周辺および吸
気口4a，5a周辺の熱膨張に起因する排気口6a，7aおよび
吸気口4a，5aの変形を抑制する観点から適宜決定される
ものである。また、連通路17，18，17′，18′の開口部
17a，18a，17′，18′を含む前記流路断面の面積・形
状、凹部の開口部を含む前記断面の面積・形状は、それ
ぞれ任意である。

【００４１】さらに、空間部を外気と連通する空洞から
構成することもでき、また空間部を外気から遮断され
て、栓などにより密閉された空洞から構成することもで
きる。いずれの場合にも、その空洞内に、排気口6a，7a
周辺、吸気口4a，5a周辺および燃焼室壁全体の熱膨張を
許容して、熱膨張に起因する排気口6a，7aおよび吸気口
4a，5aの変形を抑制するような、冷却水以外の流体、ま
たは物質が充填されていてもよい。

【００４２】いずれにしても、燃焼室３と挿通孔21〜28
との間において設けられる空間部は、前記平面視で、直
線L1，L2，L3，L4と重なる位置にあり、空間部を設ける
ことにより剛性の低い部分を形成して、シリンダヘッド
１の前記締結部による熱膨張の拘束が緩和されて、燃焼
室壁、特に排気口6a，7a周辺および吸気口4a，5a周辺の
熱膨張を許容するような空間部であれば、どのような形
態の空間部であってもよい。

【００４３】前記各実施形態では、各燃焼室３には、吸
気弁８および排気弁９がそれぞれ２個ずつ設けられた
が、吸気弁および排気弁の数は、これに限られない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本出願発明の第１実施形態であり、内燃機関の
シリンダヘッドの合わせ面からの平面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】第２実施形態における図４に相当する図であ
る。

【図６】第３実施形態における図４に相当する図であ
る。

【図７】シリンダヘッドの吸気口周辺および排気口周辺
の熱応力の発生箇所の説明図である。

【符号の説明】

１…シリンダヘッド、２…合わせ面、３…燃焼室、４，
５…吸気ポート、4a，5a…吸気口、６，７…排気ポー
ト、6a，7a…排気口、８…吸気弁、９…排気弁、10，11
…ガイド筒、12…支持孔、13，14…弁座、15…装着孔、
16，17，17′，18，18′…連通路、19…ヘッド側冷却水
ジャケット、20…円環帯、21〜28…挿通孔、29…ブリー
ザ通路、30…戻し通路、40，41…凹部、Ａ…中心線、C1
〜C14…中心、L1〜L4…直線、M1〜M4…中央。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年２月１４日（２０００．２．１
４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本出願発明の実施形態を図
１ないし図６を参照して説明する。第１実施形態におい
て、内燃機関は、車両に搭載されるＶ型６気筒の火花点
火式のＳＯＨＣ水冷式内燃機関であり、内燃機関は、Ｖ
字をなす一対のバンクを有するアルミニウム合金製のシ
リンダブロックと、各バンクにおいてシリンダブロック
に締結された一対のアルミニウム合金製のシリンダヘッ
ドとを備える。図１には、一方のバンクのシリンダヘッ
ド１のシリンダブロック（図示されず）との合わせ面２
が示されている。なお、以下では、一方のバンクのシリ
ンダヘッド１およびシリンダブロックを中心に説明する
が、他方のバンクのシリンダヘッドおよびシリンダブロ
ックも基本的に同様の構造となっている。

フロントページの続き (72)発明者高橋伸一埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者高木卓也埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者中村弘埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者山▲崎▼ 勉埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内Ｆターム(参考） 3G024 AA05 AA06 AA09 AA11 AA13 AA16 CA02 CA05 CA26 DA06 DA09 DA17 DA19 FA08 GA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室と、吸気弁および排気弁によりそ
れぞれ開閉される吸気口および排気口と、締結具が挿通
される挿通孔とを備え、該締結具によりシリンダブロッ
クに締結される内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記燃焼室と前記挿通孔との間に、前記シリンダヘッド
の前記シリンダブロックとの合わせ面からの平面視で、
前記吸気口または前記排気口の中心と前記挿通孔の中心
とを結ぶ直線と重なる位置に空間部が設けられたことを
特徴とする内燃機関のシリンダヘッド。
【請求項２】前記空間部の前記直線と直交する方向の
幅の略中央が、該直線と重なる位置を占めることを特徴
とする請求項１記載の内燃機関のシリンダヘッド。
【請求項３】前記空間部は冷却水通路を構成すること
を特徴とする請求項１または請求項２記載の内燃機関の
シリンダヘッド。