JP2005330947A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】締結ボルトによるシリンダヘッドの動弁室側からのシリンダブロックへの締結を可能にしながら，動弁室の底壁周辺部の冷却性を良好にし得るエンジンを提供する。
【解決手段】動弁室５８を有するシリンダヘッド４をシリンダブロック３に複数の締結ボルト２０により接合し，このシリンダヘッド４に，動弁室５８を閉じるヘッドカバー６２を接合したエンジンにおいて，シリンダヘッド４の締結ボルト２０による締めつけ面６８と動弁室５８の底壁６８ａとの間に通風間隙ｇを設け，底壁６８ａに，一部の締結ボルト２０及びその締めつけを操作する工具の挿通を可能にする作業孔６０を設け，この作業孔６０に液密に嵌合する栓体６５をヘッドカバー６２に一体に設けた。
【選択図】 図１０

Description

本発明は，上面を開放した動弁室を有するシリンダヘッドをシリンダブロックに複数の締結ボルトにより接合し，このシリンダヘッドに，動弁室を閉じるヘッドカバーを接合したエンジンの改良に関する。

かゝるエンジンは，例えば下記特許文献１に開示されるように知られている。
実公平２−３２８４９号公報

従来のかゝるエンジンでは，シリンダヘッドを複数の締結ボルトによりシリンダブロックに接合する際，一部の締結ボルトはシリンダヘッドの動弁室に配置され，動弁室の底壁をシリンダヘッドに締結するようになっている。こうしたものでは，動弁室の底壁がシリンダブロックと密着することになって動弁室の底壁周辺部，延いては燃焼室周辺部の冷却性に悪影響を及ぼす。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，締結ボルトによるシリンダヘッドの動弁室側からのシリンダブロックへの接合を可能にしながら，動弁室の底壁周辺部の冷却性を良好にし得るエンジン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，本発明は，上面を開放した動弁室を有するシリンダヘッドをシリンダブロックに複数の締結ボルトにより接合し，このシリンダヘッドに，動弁室を閉じるヘッドカバーを接合したエンジンにおいて，シリンダヘッドの前記締結ボルトによる締めつけ面と前記動弁室の底壁との間に通風間隙を設け，前記底壁に，少なくとも一部の前記締結ボルト及びその締めつけを操作する工具の挿通を可能にする作業孔を設け，この作業孔に液密に嵌合する栓体をヘッドカバーに一体に設けたことを特徴とする。

本発明によれば，シリンダヘッドの締結ボルトによる締めつけ面と，動弁室５８の底壁との間に通風間隙が設けられるので，この通風間隙に冷却風を通すことにより，動弁室の底壁周辺部，延いてはシリンダヘッドの燃焼室周辺部を効果的に冷却し得ると共に，燃焼室から動弁室側への熱伝導を抑え，動弁室内の動弁機構の耐久性を高めることができる。

しかも締結ボルトは，動弁室の底壁に設けた作業孔を通してレンチ等の工具により動弁室側から操作が可能で，シリンダヘッドをシリンダブロックに強固に締結することができる。

シリンダヘッドのシリンダブロックへの締結後は，動弁室を閉じるべくシリンダヘッドにヘッドカバーが接合されるとき，ヘッドカバーと一体の栓体が上記作業孔に液密に嵌合されるので，動弁室及び作業孔間を遮断して，動弁室から作業孔へのオイルの流出を簡単，確実に防ぐことができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて説明する。

図１は本発明に係る多気筒エンジンの正面図，図２は図１の２−２線断面図，図３は図２の３−３線断面図，図４は図３の要部拡大断面図，図５は図４の５−５線断面図，図６は図２の６−６線断面図，図７は図６の７−７線断面図，図８は図２の８−８線断面図，図９は図２の９−９線断面図，図１０は図８の１０−１０線断面図，図１１はシリンダヘッド周りの斜視図である。

先ず，図１〜図３において，図示例のエンジンＥは空冷式の４サイクル・直列２気筒汎用エンジンである。そのエンジン本体１は，下面に据え付けフランジ２Ａを有してクランク軸４を水平に支承するクランクケース２と，このクランクケース２から一側方に斜め上向きに突出するシリンダブロック３と，このシリンダブロックの上端面にガスケット１８を挟んで接合されるシリンダヘッド４とからなっており，シリンダブロック３及びシリンダヘッド４の外周面には多数の放熱フィン３ａ，４ａが突設されている。シリンダヘッド４の上方に排気マフラＭが配設され，その一側にエアクリーナＡが配設される。

上記クランクケース２は，据え付けフランジ２Ａ及びシリンダブロック３と一体に成形されて，一側面を開放したケース本体２ａと，このケース本体２ａの開放側面にボルト接合される軸受ブラケット２ｂとで構成され，このケース本体２ａの側壁と，軸受ブラケット２ｂとでクランク軸５の両端部がそれぞれボールベアリング６，７を介して支承される。このクランク軸５は，同位相の左右一対のクランクピン５ａ，５ａと，これらクランクピン５ａ，５ａの中間部にそれらと逆位相に配置される補助クランクピン５ｂとを備えており，上記クランクピン５ａ，５ａに対応して互いに平行して左右に並ぶ一対のシリンダ９，９がシリンダブロック３に形成される。シリンダ９，９における点火時期は，互いにクランク角で３６０°ずれるように設定される。

シリンダ９，９にそれぞれ摺動可能に嵌装される一対のピストン８，８に一対のコンロッド１０，１０を介して前記クランクピン５ａ，５ａが連接される。

図２〜図４に示すように，クランクケース２内には，ピストン８，８等の往復運動部の慣性力と釣り合う慣性力を発揮すべく往復運動するバランスウエイト１１が配設される。バランスウエイト１１は円板状をなすと共に，それを直径線に沿って貫通するガイド孔１２を有しており，このガイド孔１２に相対摺動自在に嵌合するガイド軸１３がクランクケース２の周壁に螺着される。バランスウエイト１１は，補助コンロッド１４を介して前記補助クランクピン５ｂに連接される。即ち，補助クランクピン５ｂの一端に形成された小径環状部１４ａが補助クランクピン５ｂの外周に相対回転自在に嵌合され，その他端に形成された大径環状部１４ｂが円板状のバランスウエイト１１の外周に相対回転自在に嵌合される。この大径環状部１４ｂには，ガイド軸１３に貫通される長孔１７が設けられ，この補助コンロッド１４のバランスウエイト１１周りの揺動がガイド軸１３に干渉されないようになっている。

各コンロッド１０，１０の大端部にはオイルディッパ１６，１６が形成され，これらが，クランク軸５の回転に伴ない，クランクケース２内の底部に貯留する潤滑オイルを飛散させることにより，クランクケース２内の各部を潤滑するようになっており，その飛散オイルをバランスウエイト１１のガイド孔１２に導入するオイル孔１５がバランスウエイト１１の両側壁に設けられる。

而して，ピストン８，８がシリンダ９，９に沿って往復運動すると，その往復運動はコンロッド１０，１０及びクランクピン５ａ，５ａにより回転運動に変換されてクランク軸５に伝達され，クランク軸５から回転動力として外部に出力される。またこのクランク軸５の回転運動は，補助コンロッド１４及び補助クランクピン５ｂを介して再び往復運動に変換されてバランスウエイト１１に伝達され，バランスウエイト１１はガイド軸１３に沿って往復運動をする。

その際，クランクピン５ａ，５ａ及び補助クランクピン５ｂは，互いに逆位相の関係にあり，即ち１８０°の位相差があるので，ピストン８，８系の往復運動方向とバランスウエイト１１系の往復運動方向とは互いに正反対となる。したがって，ピストン８，８系の往復運動部のシリンダ９の軸線方向の慣性力と，バランスウエイト１１のガイド軸１３の軸線方向の慣性力とを釣り合わせることにより，ピストン８，８等の往復運動に伴ない発生するエンジンＥの１次振動を無くすることができる。

図２，図３，図８，図９及び図１１に示すように，シリンダヘッド４は，その周囲を複数本，図示例では６本の締結ボルト２０，２０…によりシリンダブロック３に締結される。このシリンダヘッド４には，各シリンダ９，９に対応してペントルーフ型の燃焼室２１，２１と，各燃焼室２１，２１の天井面の一方の斜面に開口する吸気ポート２３ｉ，２３ｉ及び排気ポート２３ｅ，２３ｅとが形成される（図３及び図９参照）。各吸気ポート２３ｉ，２３ｉ及び排気ポート２３ｅ，２３ｅの燃焼室２１，２１への開口端部には弁座部材２４ｉ，２４ｉ；２４ｅ，２４ｅが埋設され，これら弁座部材２４ｉ，２４ｉ；２４ｅ，２４ｅと協働して吸気ポート２３ｉ，２３ｉ及び排気ポート２３ｅ，２３ｅを開閉する吸気弁２５ｉ，２５ｉ及び排気弁２５ｅ，２５ｅがシリンダヘッド４に取り付けられる。合計４本のこれら吸気弁２５ｉ，２５ｉ及び排気弁２５ｅ，２５ｅは，吸気弁２５ｉ，２５ｉ同士を排気弁２５ｅ，２５ｅ同士の内側に配置しながら平行に且つシリンダ９，９の配列方向に沿って一列に配列される（図２及び図９参照）。そして，各燃焼室２１，２１の天井面の中心部に電極を臨ませる２本の点火プラグ２７，２７がシリンダヘッド４に螺着される。

図１，図３，図６〜図８及び図１１において，シリンダヘッド４には吸気マニホールド接合面３０が，シリンダヘッド４の，シリンダブロック３との接合面３１と平行に形成されており，この吸気マニホールド接合面３０に，互いに隣接する２本の前記吸気ポート２３ｉ，２３ｉの上流端が開口するもので，これら吸気ポート２３ｉ，２３ｉは，その上流端に向かって互いに近接するように配置される（図７参照）。

またこれら吸気ポート２３ｉ，２３ｉ両側の２本の排気ポート２３ｅ，２３ｅは，前記吸気マニホールド接合面３０と略直角の角度をなすシリンダヘッド４の排気管接合面３２（図３，図６及び図８参照）に開口するように配置される。

そして２本の吸気ポート２３ｉ，２３ｉに連通する一対の吸気通路３５，３５を有する吸気マニホールド３６が吸気マニホールド接合面３０に複数本のボルト３７，３７…により接合される。上記一対の吸気通路３５，３５は，図１及び図１１に明示するように，吸気マニホールド接合面３０から立ち上がった後，略直角に屈曲して一方の排気ポート２３ｅ，２３ｅの外側及び一方の点火プラグ２７の一側を横切るように延びている。吸気マニホールド３６には，これら吸気通路３５，３５に個別に混合気を供給する２連気化器３８が接続され，この２連気化器３８の吸気道入口に前記エアクリーナＡが接続される。

また前記排気管接合面３２には，排気ポート２３ｅ，２３ｅを前記排気マフラＭに連通する排気管３３，３３（図１参照）が取り付けられる。

図２，図３，図６及び図１０，特に図４にを参照して，上記吸気弁２５ｉ，２５ｉ及び排気弁２５ｅ，２５ｅを開閉駆動する動弁機構４０について説明する。その動弁機構４０は，クランクケース２に支承されてクランク軸５の下方にそれと平行に配設されるカム軸４１と，クランク軸５の回転を所定のタイミングでカム軸４１に伝達する調時伝動装置４２と，各吸気弁２５ｉ，２５ｉ及び各排気弁２５ｅ，２５ｅに対応してカム軸４１に設けられた吸気カム４１ｉ及び排気カム４１ｅに接して揺動すべくシリンダブロック３に軸支される吸気カムフォロワ４３ｉ，４３ｉ及び排気カムフォロワ４３ｅ，４３ｅと，シリンダヘッド４に共通のロッカ軸４６を介して揺動自在に支持されて各吸気弁２５ｉ，２５ｉ及び各排気弁２５ｅ，２５ｅの頭部に各一端部を当接させる吸気ロッカアーム４５ｉ，４５ｉ及び排気ロッカアーム４５ｅ，４５ｅと，これら吸気ロッカアーム４５ｉ，４５ｉ及び排気ロッカアーム４５ｅ，４５ｅの各他端部に前記吸気カムフォロワ４３ｉ，４３ｉ及び排気カムフォロワ４３ｅ，４３ｅを連接する吸気プッシュロッド４４ｉ，４４ｉ及び排気プッシュロッド４４ｅ，４４ｅと，各吸気弁２５ｉ，２５ｉ及び排気弁２５ｅ，２５ｅをそれぞれ閉じ方向に付勢する吸気弁ばね４７ｉ，４７ｉ及び排気弁ばね４７ｅ，４７ｅとで構成される。ロッカ軸４６はシリンダヘッド４にボルト４８（図６参照）によりシリンダヘッド４に固着される。

前記調時伝動装置４２は，クランク軸５に固着された歯付き駆動プーリ５０と，カム軸４１に固着された歯付き従動プーリ５１とにコグベルト５２を巻き掛けて構成され，クランク軸５の回転を２分の１に減速してカム軸４１に伝達するようになっている。

また前記吸気プッシュロッド４４ｉ，４４ｉ及び排気プッシュロッド４４ｅ，４４ｅの中間部は，シリンダブロック３及びシリンダヘッド４の外側に配設され，各シリンダ９，９毎にこれら吸気プッシュロッド４４ｉ，４４ｉ及び排気プッシュロッド４４ｅ，４４ｅの中間部を覆う円筒状の２本のプッシュロッド収容筒５３，５３の両端部がシリンダブロック３及びシリンダヘッド４の取り付け孔５４，５５にそれぞれシール部材５６，５６を介して嵌合される。このようなプッシュロッド収容筒５３，５３を採用することにより，シリンダブロック３及びシリンダヘッド４にはプッシュロッド専用の収容室を設ける必要がなくなり，シリンダブロック３及びシリンダヘッド４の小型化，延いてはエンジンＥの小型，軽量化を図ることができる。

図２，図３，図８及び図１０に示すように，シリンダヘッド４には，吸気ロッカアーム４５ｉ，４５ｉ及び排気ロッカアーム４５ｅ，４５ｅを含む動弁機構４０を収容する動弁室５８が，前記複数本の締結ボルト２０，２０…の一部（図８においては，両シリンダ９，９の一側に並ぶ３本の締結ボルト２０，２０…のうちの中央のボルト）の頭部を覆うように，シリンダヘッド４の一側方に張り出すように形成される。その際，この動弁室５８の底壁５８ａと，シリンダヘッド４の締結ボルト２０，２０…による締めつけ面５９との間に通風間隙ｇ（図１０参照）が設けられ，また該底壁５８ａには，前記中央の締結ボルト２０と，その締めつけに使用するボックスレンチの挿通を許容する作業孔６０が設けられる。したがって，前記中央の締結ボルト２０の頭部が動弁室５８で覆われる配置であっても，該締結ボルト２０の締めつけを作業孔６０を通して行うことができる。

シリンダヘッド４の上面には，動弁室５８が開口するヘッドカバー接合面６１が前記吸気マニホールド接合面３０と面一で連続するように形成されており，このヘッドカバー接合面６１に，動弁室５８を閉じるヘッドカバー６２がシール部材６３を介して複数本のボルト６４，６４…により接合される。このヘッドカバー６２には，図８及び図１０に明示するように，円筒状の栓体６５が一体に形成されており，この栓体６５がシール部材６６を介して前記作業孔６０に嵌合され，これによって作業孔６０及び動弁室５８間は液密に遮断される。

上記のように，ヘッドカバー接合面６１と吸気マニホールド接合面３０とはシリンダヘッド４に連続した面一に形成されるので，両接合面３０，６１を同一の刃具によりシリンダヘッド４に一挙に仕上げ加工することができ，加工性が良好であり，加工精度の向上とコスト低減に寄与し得る。

ヘッドカバー６２には，動弁室５８を前記エアクリーナＡに連通しながら気液を分離してオイル分を動弁室５８に戻す迷路状のブリーザ室６７が設けられる。

次に，この実施例の作用について説明する。

クランク軸５が調時伝動装置４２を介してカム軸４１を駆動すると，カム軸４１の吸気カム４１ｉ及び排気カム４１ｅの回転により吸気カムフォロワ４３ｉ，４３ｉ及び排気カムフォロワ４３ｅ，４３ｅを介して吸気プッシュロッド４４ｉ，４４ｉ及び排気プッシュロッド４４ｅ，４４ｅを昇降させ，吸気ロッカアーム４５ｉ，４５ｉ及び排気ロッカアーム４５ｅ，４５ｅを揺動させるので，吸気弁ばね４７ｉ，４７ｉ及び排気弁ばね４７ｅ，４７ｅと協働しながら吸気弁２５ｉ，２５ｉ及び排気弁２５ｅ，２５ｅを開閉することができる。この２気筒エンジンＥの吸気弁２５ｉ，２５ｉ及び排気弁２５ｅ，２５ｅは，互いに平行に且つ２本のシリンダ９，９の配列方向に配列されるので，それに応じて各２本の吸気ロッカアーム４５ｉ，４５ｉ及び排気ロッカアーム４５ｅ，４５ｅ等，動弁機構４０の構成要素を２本のシリンダ９，９の配列方向に配列して，動弁機構４０の簡素化を図ることができる。

各吸気弁２５ｉ，２５ｉの開弁時には，エアクリーナＡで濾過された空気が気化器３８の吸気道に吸入され，燃料と混合して吸気通路３５，３５及び吸気ポート２３ｉ，２３ｉを経て，対応するシリンダ９，９内に吸入される。

ところで，２本のシリンダ９，９の互いに隣接する吸気ポート２３ｉ，２３ｉは，対応する燃焼室２１，２１から立ち上がって，燃焼室２１，２１とは反対側の吸入マニホールド接合面３０に上流端を開口するものであるから，吸気ポート２３ｉ，２３ｉを曲率の小さいものに形成が可能となり，吸気抵抗の減少を図ることができると共に，吸気ポート２３ｉ，２３ｉの成形を比較的容易に行うことができる。

また各一対の吸気ポート２３ｉ，２３ｉ及び吸気通路３５，３５はそれぞれ独立しているから，吸気の相互干渉が起こらないから，エンジン出力の向上をもたらすことができる。

またこれら吸気ポート２３ｉ，２３ｉは，その上流端側即ち吸気マニホールド接合面３０側に向かって互いに近接するように配置されるので，吸気マニホールド接合面３０に接合される吸気マニホールド３６の，上記吸気ポート２３ｉ，２３ｉに連なる一対の吸気通路３５，３５を互いに近接されて吸気マニホールド３６のコンパクト化を図ることができ，その結果，エンジンＥのコンパクト化に寄与し得る。

しかも２本の吸気通路３５，３５は，一方の排気ポート２３ｅ，２３ｅの外側を横切るように延びるように配置され，吸気通路３５，３５が排気ポート２３ｅ，２３ｅ側から加熱されることが少なく，各シリンダ９，９への吸気充填効率を高めることができる。

さらに２本の吸気通路３５，３５は，一方の点火プラグ２７の一側を横切るように延びるように配置されるので，これら吸気通路３５，３５に邪魔されることなく，点火プラグ２７，２７の脱着を含むメンテナンスを容易に行うことができ，メンテナンス性の向上がもたらされる。

シリンダヘッド４において，これをシリンダブロック３に締結する締結ボルト２０，２０…の締めつけ面５９と，動弁機構４０を収容する動弁室５８の底壁５８ａとの間には通風間隙ｇが設けられるので，この通風間隙ｇに冷却風を通すことにより，動弁室５８の底壁５８ａ周辺部及び燃焼室２１，２１周辺部を効果的に冷却し得ると共に，燃焼室２１，２１から動弁室５８側への熱伝導を抑え，動弁機構４０の耐久性を高めることができる。

また複数本の締結ボルト２０，２０…によるシリンダヘッド４のシリンダブロック３への締結に際しては，一部の締結ボルト２０は，動弁室２１の底壁５８ａに設けた作業孔６０を通して定位置に配置され，その作業孔６０に挿入されるレンチ等の工具により締めつけ操作されるので，動弁室５８の存在にも拘らず，シリンダヘッド４の周囲を複数本の締結ボルト２０，２０…によりシリンダブロック３に強固に締結することができる。

そしてシリンダヘッド４のシリンダブロック３への締結後は，動弁室５８を閉じるべくシリンダヘッド４にヘッドカバー６２が接合されるとき，ヘッドカバー６２と一体の栓体６５が上記作業孔６０にシール部材６３を介して嵌合されるので，動弁室５８及び作業孔６０間を遮断して，動弁室５８から作業孔６０へのオイルの流出を簡単，確実に防ぐことができる。

本発明は，上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば本発明を単気筒エンジンや直列４気筒エンジンにも適用することができる。

本発明に係る多気筒エンジンの正面図。 図１の２−２線断面図。 図２の３−３線断面図。 図３の要部拡大断面図。 図４の５−５線断面図。 図２の６−６線断面図。 図６の７−７線断面図。 図２の８−８線断面図。 図２の９−９線断面図。 図８の１０−１０線断面図。 シリンダヘッド周りの斜視図。

符号の説明

Ｅ・・・・・エンジン
ｇ・・・・・通風間隙
３・・・・・シリンダブロック
４・・・・・シリンダヘッド
２０・・・・締結ボルト
５８・・・・動弁室
６０・・・・作業孔
６２・・・・ヘッドカバー
６５・・・・栓体
６８・・・・締めつけ面

Claims (1)

1. 上面を開放した動弁室（５８）を有するシリンダヘッド（４）をシリンダブロック（３）に複数の締結ボルト（２０）により接合し，このシリンダヘッド（４）に，動弁室（５８）を閉じるヘッドカバー（６２）を接合したエンジンにおいて，
   シリンダヘッド（４）の前記締結ボルト（２０）による締めつけ面（６８）と前記動弁室（５８）の底壁（６８ａ）との間に通風間隙（ｇ）を設け，前記底壁（６８ａ）に，少なくとも一部の前記締結ボルト（２０）及びその締めつけを操作する工具の挿通を可能にする作業孔（６０）を設け，この作業孔（６０）に液密に嵌合する栓体（６５）をヘッドカバー（６２）に一体に設けたことを特徴とするエンジン。
   

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