JP2506991Y2

JP2506991Y2 - Ｄｏｈｃエンジンのシリンダヘッド

Info

Publication number: JP2506991Y2
Application number: JP5478690U
Authority: JP
Inventors: 典之岩田; 達也上杉; 俊治益田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-05-24
Filing date: 1990-05-24
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2005-05-24
Also published as: JPH0414714U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、気筒毎の吸・排気弁を開閉させる一対のカ
ムシャフトを備えているDOHCエンジンのシリンダヘッド
に関する。

（従来の技術）自動車等に使用されるDOHC（ダブルオーバーヘッドカ
ムシャフト式）エンジンでは、シリンダヘッドに備えた
吸気弁用のカムシャフトと排気弁用のカムシャフトとを
回転力伝達手段で連動させた状態で、これら一対のカム
シャフトのいずれか一方にクランクシャフトからエンジ
ン回転力を入力させることにより、両シャフトを同期し
て回転させ、吸気弁ならびに排気弁のそれぞれをクラン
クアームを介して開閉作動させることが行われる。

その場合、たとえば実開昭55-144803号公報には、イ
ンナスリーブに挿嵌させたピポットに油圧力を働かせる
と共に、ピポットに加わる外力に応じて上記の油圧力が
調節される流体式バルブラッシュ機構によって上記のス
イングアームの一端を支持し、かつスイングアームの他
端を弁軸の頭部に当接させた状態で、該スイングアーム
の中途部をカムシャフトにより駆動する動弁機構が開示
されている。

これによれば、スイングアームを介してピポットに加
わる力に応じてバルブラッシュ機構おける油圧力が調整
されて、カムシャフトとスイングアームとの間、もしく
はスイングアームと弁軸との間のクリアランスが、動弁
系に発生するラッシュに対して零に調整されることにな
る。

また、近年のエンジンでは、吸気充填効率のアップに
よって出力性能を高めるために、吸・排気弁を気筒毎に
多弁化すると共に、各気筒における吸気弁と排気弁の弁
数を、たとえば吸気３弁、排気２弁というように異なら
すことも行われている。

（考案が解決しようとする課題）ところで、エンジンでは車載性その他のためにコンパ
クト化が常に要求されることになるが、上記のように吸
・排気弁を気筒毎に多弁化し、しかもそれぞれの吸・排
気弁について流体式バルブラッシュ機構を備えようとす
ると、これら吸・排気弁およびバルブラッシュ機構の装
着用の開口部に加えて点火プラグ装着用の開口部をもシ
リンダヘッドに開設しなければならないから、上記のコ
ンパクト化の要請を満たしつつ多数の開口部を設けた場
合、シリンダヘッドの剛性が低下する虞れがある。

また、上記のDOHCエンジンでは、エンジンの駆動中に
各気筒の燃焼室からシリンダヘッドの上面にブローバイ
ガスが漏出するので、通常は、このブローバイガスをオ
イルセパレータに導いて、該セパレータによりオイルミ
スト分を除去したのち、インテークマニホルドに送り込
むことがなされる。しかし上記のように気筒毎の弁数が
多弁化され、かつバルブラッシュ機構が備えられると、
カムシャフトや吸・排気弁の潤滑に使用されたオイル、
ならびにバルブラッシュ機構に供給された作動オイルが
シリンダヘッド上面に多量に飛散することになって、シ
リンダヘッド上面のオイルミスト量が増大する。このた
めオイルセパレータに導かれるブローバイガス中のオイ
ルミストも多くなるから、オイルセパレータの容量を大
きくしなければブローバイガスを処理することができな
くなることが考えられ、その場合はコンパクト化された
エンジンに大きなオイルセパレータを取り付けなければ
ならないスペース上の問題が生じる。

そこで本考案は、気筒毎の吸・排気弁が多弁化され、
かつバルブラッシュ機構が備えられるDOHCエンジンにお
いて、剛性が高く保たれ、しかもブローバイガスを比較
的小容量のオイルセパレータで処理することが可能なシ
リンダヘッドの提供を課題とする。

（課題を解決するための手段）すなわち、本考案のDOHCエンジンのシリンダヘッド
は、各気筒における吸気弁の弁数と排気弁の弁数とが異
なると共に、これらの吸・排気弁を開閉させる一対のカ
ムシャフトがシリンダヘッドとその上面を覆うヘッドカ
バーとの間に配設されているDOHCエンジンにおいて、上
記シリンダヘッドに、該ヘッドとヘッドカバーとの間の
空間を吸気弁側の室と排気弁側の室とに区画する突条壁
を設け、これら２つの室を局部的に連通させる連通部を
設けると共に、上記２つの室のうちの弁数が少ない室側
で、かつ上記連通部から離れた箇所において上記ヘッド
カバーにブローバイガス流出口を設けたことを特徴とす
る。

（作用）上記の構成によれば、突条壁がシリンダヘッドに形成
されているから、気筒毎の吸・排気弁が多弁化されたた
め該シリンダヘッドに吸・排気弁装着用等の多数の開口
部が設けられても、ヘッドの曲げ、およびネジリに対す
るヘッド剛性を上記突条壁によって高めることができ
る。

また、上記の突条壁によってシリンダヘッドとヘッド
カバーとの間の空間が吸気弁側と排気弁側との２つの室
に区画され、かつ両室が連通部によって連通されるか
ら、この空間内に比較的長いブローバイガス流動路が形
成されることになって、シリンダヘッド上面がオイルミ
ストの量が多い状態にあっても、ブローバイガスが上記
の流出口にむかい流れる間に、該ガス中に含まれている
オイルミストを流動路の内壁に付着させて分離させるこ
とができる。しかも、弁数の少ない室側で、かつ前記の
連通部から離れた箇所にブローバイガスの流出口が配設
されているから、上記弁数の多い室側で発生したブロー
バイガスは長い流動路を流れることになって、より確実
なオイルミストの分離が促される。

このことからオイルセパレータに流入するブローバイ
ガスに含まれているオイルミストの量が低減されて、該
セパレータの容量を大きくせずともブローバイガスの処
理が可能になる。

（実施例）以下、本考案の実施例を図面に基づき説明する。

第２図に示すシリンダヘッド１は、気筒毎の吸・排気
弁が多弁化されると共に、吸気弁が３弁、排気弁が２弁
とされ、したがって吸気弁と排気弁の弁数が異なってい
るＶ型６気筒のDOHCエンジンＡ（第１図に示す）に適用
されるシリンダヘッド（第１図は片側バンクのみ示す）
であって、該ヘッド１の上に、カムキャップとヘッドカ
バーとを兼ねる構造とされたカムキャリア２が取り付け
られると共に、シリンダヘッド１とカムキャリア２との
間に形成される空間（オイルジャケット）に吸気弁を開
閉作動させるカムシャフト３（第４図および第５図に示
す）と、排気弁を開閉作動させるカムシャフト４が備え
られる。

その場合、シリンダヘッド１には、吸気弁装着用の開
口部５…５、排気弁装着用の開口部６…６、およ点火プ
ラグ装着用の開口部７〜７に加え、後述する流体式バル
ブラッシュ機構装着用の開口部8a…8a,8b…8bが形成さ
れて、スペース的な余裕がないため、カムキャリア２側
にカムシャフト3,4の軸受け部が形成される。

すなわち、カムキャリア２には第１図および第２図に
よって明らかなように、中央部に各気筒の燃焼室に対応
して３つの点火プラグ装着用のボス部９〜９が設けられ
ると共に、該キャリア２の下面に、吸気側と排気側のカ
ムシャフト用の軸受け部10…10,11…11が上記ボス部９
〜９を挟んだ両側に形成されている。そして、これらの
軸受け部10…10,11…11に、吸気側カムシャフト３と排
気側カムシャフト４の各々が挿通して、かつ回転自在に
支持されている。

さらに、上記吸・排気カムシャフト3,4の一端にはそ
れぞれカムシャフトギヤ12,13が取り付けられて、相互
に噛み合わされると共に、排気側カムシャフト４の軸端
がシリンダヘッド１から突出された状態で、該突出端部
に第１図のカバー14内に収めたカムプーリ（図示せず）
が固装され、かつ該カムプーリがクランクシャフトにベ
ルトによって連動される。

したがって、排気側カムシャフト４がクランクシャフ
トからのエンジン回転力で回転駆動されると、上記のカ
ムシャフトギヤ12,13の噛合により吸気側カムシャフト
３も同期して回転することになる。

ここで、上記のカムシャフト3,4によって吸・排気弁
を駆動する動弁機構を第５図によって説明すると、シリ
ンダヘッド１にはその下面に、各気筒のシリンダボアに
対応して燃焼室15が形成されると共に、この燃焼室15に
吸気ポート16と排気ポート17とが連通され、かつ吸気ポ
ート16との連通部に吸気弁18が装備され、排気ポート17
との連通部に排気弁19が装備される。そして、これら吸
・排気弁18,19のそれぞれの弁軸18a,19aが、シリンダヘ
ッド１に開設されている既述の吸気弁装着用開口部５…
５、排気弁装着用開口部６…６を通し、かつこれらの開
口部内をスライド自在な状態でシリンダヘッド上面に突
出される。この弁軸18a,19aの頭部にはそれぞれ円盤状
のスプリングリテーナ20,20が取り付けられ、これらス
プリングリテーナ20,20とシリンダヘッド１との間に、
それぞれの弁18,19側においてスプリング21,21が圧縮し
て介装され、そのバネ力によって吸・排気弁18,19のそ
れぞれが上方に突き上げられ、このため閉弁方向に付勢
されている。

また、シリンダヘッド１の上面には、既述したバルブ
ラッシュ機構装着用の吸気側開口部8a…8a、排気側開口
部8b…8bに、吸気弁18、排気弁19に対応してバルブラッ
シュ機構22,22が取り付けられ、それぞれの弁側におい
て、スイングアーム23,23の一端が該バルブラッシュ機
構22のピポット24にのり、他端がスプリングリテーナ20
にのる構造とされている。そして、これらスイングアー
ム23の中途部に取り付けられたローラ25,25に、吸気弁
側ではカムシャフト３のカム部3aが当接され、かつ排気
弁側ではカムシャフト４のカム部4aが当接されている。

このような構成とされているから、動弁機構では吸気
側カムシャフト３および排気側カムシャフト４が連動し
て回転するに伴い、上記の各カム部3a,4aのリフト量に
応じてスイングアーム23,23がバルブラッシュ機構22,22
側の端部を中心として上下に揺動することになって、該
アーム32,23の弁軸18a,19a側の端部が上下に揺動し、こ
の揺動に連動して吸気弁18ならびに排気弁19が開閉され
る。なお、点火プラグ装着用の開口部７〜７には点火プ
ラグ26が燃焼室15に臨んで取り付けられている。

ところが、各気筒における３つの吸気弁18は、第２図
に示す吸気弁装着用の開口部５〜５の配置から明らかな
ように、中央の吸気弁18（換言すれば開口部５。以下同
様とする）に対し、その両側の吸気弁がエンジンＡの前
後方向（第２図の左右方向）に並ぶと共に、中央の吸気
弁よりも燃焼室15の中心に近い位置に位置するような三
角形配置で配置されている。これに対応して、バルブラ
ッシュ機構装着用の開口部8a〜8aが上記中央の吸気弁18
を囲む三角形配置でシリンダヘッド１に設けられ、かつ
これらにバルブラッシュ機構22が装着される。

これに対し、各気筒における２つの排気弁19はエンジ
ンＡの前後方向に並んだ状態で、燃焼室15の中心に近い
位置に設けられ、かつバルブラッシュ機構装着用の開口
部8b,8bがその外側に同じくエンジン前後方向に並んで
設けられ、これらにバルブラッシュ機構22が装着され
る。

このような吸気弁18ならびに排気弁19の配置構造のた
め、さらには吸気弁18と排気弁19との弁数の相違によ
り、シリンダヘッド１における気筒間のスペースが吸気
側と排気側とでは異なることになる。そのためヘッドカ
バー２に設けられるカムシャフト用の軸受け部も、第３
図で明らかなように、吸気側軸受け部10…10と排気側軸
受け部11…11とでは形成位置が異なるようになってい
る。

加えて、シリンダヘッド１には、カムシャフト軸方向
の一端に、既述したカムシャフトギヤ12,13を収めるギ
ヤ室27が設けられると共に、吸気弁装着用の開口部５…
５と排気弁装着用の開口部６…６との間で、かつ点火プ
ラグ装着用の開口部７〜よりも吸気側に寄った部位に、
突条壁28が一体に形成される。この突条壁28はシリンダ
ヘッド１におけるカムキャリア２との接合面29（第２図
に示す）と同一の高さを有すると共に、上記ギヤ室27の
近傍から一端が始まってカムシャフト軸方向に延設さ
れ、かつ他端が上記接合面29に一体化されている。一
方、この突条壁28に対応してカムキャリア２には該突条
壁28の全長範囲でこれに接当する下垂壁30が設けられて
いる。

このため、シリンダヘッド１にカムキャリア２をボル
ト39、39によって取り付けた状態では第４図で明らかな
ように、突条壁28と下垂壁30との接当により、シリンダ
ヘッド１とカムキャリア２との間に形成される空間（オ
イルジャケット）が吸気弁側の室31と排気弁側の室32と
に区画されることになる。さらに上記突条壁28はその一
端がギヤ室27の近傍から始まっているから、これら２つ
の室30,31はギヤ室28を介して連通されるから、上記オ
イルジャケット内には、２つの室31,32を連通された略
コ字状の通路が形成される。

また、カムキャリア２側では、その上面に、第１図の
ようにオイルセパレータ取り付け部33が設けられ、該部
にオイルセパレータ34が固定されて、カムキャリア２に
開口されているブローバイガス流出口35を通し、オイル
ジャケットからブローバイガスをオイルセパレータ34に
導くよう構成されている。その場合、ブローバイガス流
出口35は、弁数の少ない排気弁側の室32で、かつギヤ室
27から離れた箇所において上記カムキャリア２に形成さ
れる。

さらに、上述のシリンダヘッド１には、前記の突条壁
28と、該突条壁28を挟んでカムシャフト軸方向に形成さ
れているヘッド両側部のリブ部分とに、既述した吸気弁
用および排気弁用のバルブラッシュ機構22,22に作動オ
イルを供給するためのオイル通路36,37,38が形成されて
いる。

このようなエンジンＡにおいては、吸気弁18側と排気
弁19側とを区画する突条壁28がシリンダヘッド１に形成
されているから、気筒毎の吸・排気弁18,19が多弁化さ
れたため、および多数のバルブラッシュ機構20を装備す
るために、シリンダヘッド１に設ける開口部５…5,6…
6,8a…8a,8b…8bの数が多くなっても、上記突条壁28で
強度アップが図れ、かつ曲げ、ネジリに対するヘッド剛
性が高まる。したがってシリンダヘッド１は剛性不足を
生じることなくコンパクト化に対処できることになる。

また、上記エンジンＡにおいては、エンジン起動中に
各気筒の燃焼室15からシリンダヘッド１の上面に漏れ出
るブローバイガスが、カムキャリア２に設けられている
ブローバイガス流出口35からオイルセパレータ34に導か
れる。そして該セパレータ34内を邪魔板34a…34aに衝突
しながらジグザグ状に流動する間にオイルミストを除去
されたのち、流出口34bから排出されて図示しないイン
テークマニホルドに送り出される。

ところが、気筒毎の吸・排気弁18,19が多弁化される
と共に、多数のバルブラッシュ機構22が備えられると、
シリンダヘッド１の上面には、カムシャフト3,4や吸・
排気弁18,19の潤滑に使用されたオイルや、バルブラッ
シュ機構22の作動オイルが多量に飛散し、オイルミスト
の量が増大する。

しかし、前記の突条壁28によってシリンダヘッド１と
カムキャリア２との間の空間が略コ字状の通路に形成さ
れており、しかもギヤ室27から遠い位置においてブロー
バイガス流出口35が配置されているから、ブローバイガ
スは長い流動路を通ってブローバイガス流出口35からオ
イルセパレータ34に流入することになる。このためシリ
ンダヘッド上面がオイルミストの量が多い状態にあって
も、ブローバイガスに含まれているオイルミストが上記
略コ字状流動路を流れる間に、シリンダヘッド１および
カムキャリア２の壁面等に付着することになってオイル
ミストの分離が促され、オイルセパレータ34にはオイル
ミストの少ないブローバイガスが流入する。

しかも、弁数の多い吸気弁側の室31では、より多くの
オイルミストが発生するが、これとは反対の弁数の少な
い排気弁側の室31にブローバイガス流出口35が配設され
ているので、吸気弁側室31のブローバイガスは該室31を
流れたのち、第２図において矢印Ｘで示す連通部（すな
わちギヤ室27）から排気弁側室32に流入し、かつ該室32
内を流動してブローバイガス流出口35に至る。このため
ガスはより長い流動路を流れることになって、その間に
おいてオイルミストが良好に分離される。

このことからオイルセパレータ34に流入するブローバ
イガスに含まれているオイルミストの量が低減され、該
セパレータ34の容量を大きくせずとも、ブローバイガス
の処理が可能になる。

なお、シリンダヘッド１に前述の突条壁28を形成すれ
ば、第４図に示すように該突条壁28を利用してバルブラ
ッシャ機構22に作動オイルを供給するためのオイル通路
36を通すことができるから、シリンダヘッド１に無理な
く複数のオイル通路36,37,38を配設することができ、気
筒毎の吸・排気弁が多弁化されたエンジンＡにおいて、
バルブラッシュ機構22へのオイル供給が容易になる。

（考案の効果）以上の記載によって明らかなように、本考案は、シリ
ンダヘッドに突条壁を形成しているから、気筒毎の吸・
排気弁が多弁化されたため該ヘッドに吸・排気弁装着用
等の多数の開口部が設けられても、上記突条壁によって
ヘッド剛性を高めることができて、コンパクト化された
シリンダヘッドにおける剛性低下を阻止できる。

また、上記の突条壁によってシリンダヘッドとヘッド
カバーとの間の空間を吸気弁側と排気弁側との２つの室
に区画し、かつ両室を連通部によって連通させるから、
ブローバイガス流出口に通じる長いブローバイガス流動
路が形成されることになり、上記の流出口にむかうブロ
ーバイガスにおいては流動路を流れる間にオイルミスト
が確実に分離される。しかも弁数の少ない室側で、かつ
前記の連通部から離れた箇所にブローバイガスの流出口
を設けているので、上記弁数の多い室側で発生するブロ
ーバイガスはより長い流動路を流れることになり、オイ
ルミストの分離がより確実となる。

このことからオイルセパレータに流入するブローバイ
ガスに含まれているオイルミストの量が低減されて、該
セパレータの容量を大きくせずともブローバイガスの処
理が可能になり、したがってシリンダヘッドがコンパク
ト化されても、オイルセパレータの取り付けスペースに
不都合が生じることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案にかかるDOHCエンジンのシリンダヘッドの
実施例を示すもので、第１図はDOHCエンジンの平面図、
第２図はシリンダヘッドの平面図、第３図はカムキャリ
アの下面図、第４図は第２図のIV-IV線矢視切断拡大
図、第５図は第２図のV-V線矢視切断拡大図である。Ａ……DOHCエンジン、１……シリンダヘッド、２……ヘ
ッドカバー（カムキャリア）、3,4……カムシャフト、2
7……連通部（ギヤ室）、28……突条壁、31……吸気弁
側の室、32……排気弁側の室、35……ブローバイガス流
出口。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】各気筒における吸気弁の弁数と排気弁の弁
数とが異なると共に、これらの吸・排気弁を開閉させる
一対のカムシャフトがシリンダヘッドとその上面を覆う
ヘッドカバーとの間に配設されているDOHCエンジンにお
いて、上記シリンダヘッドに、該ヘッドとヘッドカバー
との間の空間を吸気弁側の室と排気弁側の室とに区画す
る突条壁を設け、これら２つの室を局部的に連通させる
連通部を設けると共に、上記２つの室のうちの弁数が少
ない室側で、かつ上記連通部から離れた箇所において上
記ヘッドカバーにブローバイガス流出口を設けたことを
特徴とするDOHCエンジンのシリンダヘッド。