JP2527948Y2 - Ｄｏｈｃエンジンのシリンダヘッド構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はDOHCエンジンのシリンダヘッド構造に関する
ものである。

［従来の技術］ 一般にDOHCエンジンの動弁機構においては、シリンダ
ヘッドのウォータジャケット上壁の上方に、シリンダヘ
ッドの長手方向に伸長する吸気弁用カムシャフトと排気
弁用カムシャフトとが設けられ、両カムシャフトはボア
センタ位置でプラグホールの両サイドに配置されるカム
軸受部によって回動自在に軸承されるようになってい
る。そして、吸・排気弁用カムシャフトに設けられた吸
・排気弁用カムによって吸・排気弁が開閉されるように
なっている。また、このような動弁機構にオイルを供給
するために、シリンダヘッド上部にはプラグホールを挟
んでシリンダヘッドの長手方向に伸長する一対のオイル
ギャラリが設けられる。

このようなDOHCエンジンにおいては、シリンダヘッド
の剛性を高めるために、プラグホールをはさんでシリン
ダヘッドの長手方向に伸長する２条の補強壁が設けられ
る。このような補強壁は、より剛性を高めるために、ボ
アセンタ位置においてはカム軸受部と連結される。しか
し、ボアセンタ間ではヘッドボルトの強い締結力がカム
軸受部に作用すると軸受部の真円がひずみカムシャフト
を円滑に回転させることができなくなる。そこで、従来
よりボアセンタ間では補強壁をウォータジャケット上壁
と離間させている（特開昭63−38667号公報参照）。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、ボアセンタ間で補強壁とウォータジャケット
上壁とを離間させると、この部分では補強壁の下部は固
定されないので、シリンダヘッドの剛性が十分に高めら
れない。

そこで、第６図に示すように、シリンダヘッド101の
上部において、ボアセンタ位置に配置されるプラグホー
ル102と、該プラグホール102の両サイドに配置される吸
気弁用カム軸受部103および排気弁用カム軸受部104と、
プラグホール102をはさんでシリンダヘッド101の長手方
向に伸長して配置される第1,第２のオイルギャラリ105,
106が設けられたDOHCエンジンにおいて、第１オイルギ
ャラリ105と連結されてシリンダヘッド101の長手方向に
伸長し、ボアセンタ位置で吸気弁用カム軸受部103と連
結されるとともに、ボアセンタ間ではウォータジャケッ
ト上壁107と離間する第１補強壁108と、第２オイルギャ
ラリ106と連結されてシリンダヘッド101の長手方向に伸
長し、ボアセンタ位置で排気弁用カム軸受部104と連結
されるともに、ボアセンタ間ではウォータジャケット上
壁107と離間する第２補強壁109とを設け、さらに両補強
壁108,109を連結する横壁110を設けたシリンダヘッド構
造が提案されている。なお、111はヘッドボルトボスで
ある。

しかしながら、この従来のシリンダヘッド構造は、も
ともと剛性があまり高くない補強壁108,109同士を連結
しているだけなので、シリンダヘッド101の剛性をそれ
ほど高めることはできないといった問題がある。

本考案は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、カム軸受部にヘッドボルトの締結力による変形を
生じさせることなく、有効にシリンダヘッドの剛性を高
めることができるDOHCエンジンのシリンダヘッド構造を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案は上記の目的を達するため、シリンダヘッド上
部において、ボアセンタ位置近傍にプラグホールが配置
されるとともに、該プラグホールの両サイドに夫々シリ
ンダヘッドの長手方向に伸長するカム軸を軸承するカム
軸受部が配置され、かつウォータジャケット上壁より上
側に上記カム軸受部に連結されるとともにプラグホール
をはさんでシリンダヘッドの長手方向に伸長する２条の
補強壁が設けられたDOHCエンジンのシリンダヘッド構造
において、シリンダヘッドの長手方向にみてボアセンタ
とボアセンタとの間に対応した位置では補強壁の下端部
を上記ウォータジャケット上壁と離間させるとともに、
ボアセンタ間のヘッドボルトボスに対応した位置におい
て補強壁とウォータジャケット上壁とを連結する縦壁を
設けたことを特徴とするDOHCエンジンのシリンダヘッド
構造を提供する。

［考案の作用・効果］ 本考案によれば、基本的にはボアセンタ間では補強壁
がウォータジャケットの上壁と離間されているので、ヘ
ッドボルトの締結力がカム軸受部に及ばず変形を生じさ
せない。そして、ボアセンタ間のヘッドボルトボス近傍
では縦壁によって補強壁が剛性の高いヘッドボルトボス
近傍のウォータジャケット上壁に連結されるので、補強
壁ひいてはシリンダヘッドの剛性が大幅に高められる。
また、縦壁はカム軸受部から最も離れた位置において狭
い範囲で補強壁とウォータジャケット上壁とを連結して
いるだけなので、カム軸受部にはこれがひずむほどの強
い力が作用しない。

なお、下側から注湯してシリンダヘッドを鋳造する場
合、補強壁とウォータジャケット上壁とを完全に離間さ
せた従来のシリンダヘッド構造ではシリンダヘッド上部
への湯回りが不十分となる場合があったが、本案におい
て、好ましくヘッドボルトボス部の下端部から注湯する
ようにすれば、縦壁形成部を通して湯がシリンダヘッド
上部に流れるので湯回りを改善することができる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を具体的に説明する。

第４図に示すように、吸気２弁・排気２弁式４気筒エ
ンジンCEは、第1,第２吸気弁1a,1bが開かれたときに、
夫々、第1,第２吸気ポート2a,2bを介して吸気通路３か
ら燃焼室４内に吸気を吸入し、この吸気をピストン（図
示せず）で圧縮して点火プラグ５で着火・燃焼させ、燃
焼ガスを第1,第２排気弁6a,6bが開かれたときに第1,第
２排気ポート7a,7bを介して排気通路８に排出するよう
になっている。なお、点火プラグ５はシリンダヘッドＨ
の幅方向中央部に形成されたプラグホール９に嵌入され
ている。

第１吸気弁1aは実質的に、第１吸気ポート2aを開閉す
るバルブ部11と、該バルブ部11を支持する弁軸12と、該
弁軸12を軸線方向に摺動自在に支持するバルブガイド部
13と、後で説明するハイドロラッシュアジャスタ14（HL
A）と、第１吸気弁1aを閉弁方向（上向き）に常時付勢
するコイル状のスプリング15とで構成されている。そし
て、HLA14の上端面は吸気弁用カムシャフト16に取り付
けられた第１吸気弁用カム17と常時当接しており、吸気
弁用カムシャフト16の回転に伴って、第１吸気弁用カム
17がスプリング15の付勢力に抗して第１吸気弁1aを押し
下げたときには、第１吸気ポート2aが開かれ、燃焼室４
内に吸気が吸入されるようになっている。ここにおい
て、HLA14は第１吸気弁用カム17と第１吸気弁1a間にか
けられる油圧を調節することによって、両者の接触を円
滑化する。

なお、図示していないが、第２吸気弁1bも、第１吸気
弁1aと同様の構成となっており、第１吸気弁1aと同一タ
イミングで第２吸気ポート2bを開閉するようになってい
る。

また、第１排気弁6aも、第１吸気弁1aと同様に、バル
ブ部21と弁軸22とバルブガイド部23とHLA24とスプリン
グ25とで構成され、この第１排気弁6aは、排気弁用カム
シャフト26に取り付けられた第１排気弁用カム27によっ
て所定のタイミングで開閉されるようになっている。な
お、図示していないが、第２排気弁6bも第１排気弁6aと
同様の構成となっている。

そして、吸気弁用カムシャフト16はシリンダヘッドＨ
の上端部にこれと一体的に形成された吸気弁用カム軸受
部31と、この吸気弁用カム軸受部31の上側にボルト32で
締結される吸気弁用キャップ33とによって回転自在に支
持されている。同様に、排気弁用カムシャフト26も排気
弁カム軸受部34とボルト35と排気弁用キャップ36によっ
て回転自在に支持されている。

以下、第１図を参照しつつシリンダヘッドＨの構造に
ついて説明するが、シリンダヘッドＨの構成を分かりや
すくするため、第１図には動弁、カム軸等の動弁機構は
図示していない。

第１図に示すように、シリンダヘッドＨの上部におい
て、第１〜第４気筒＃１〜＃４のボアセンタ位置には、
夫々対応する点火プラグ５が嵌入されたプラグホール９
が形成されている。そしてプラグホール９の吸気側サイ
ドには吸気弁用キャップ33が締結された吸気弁用カム軸
受部31が配置されている。なお、フロント側端部にも吸
気弁用キャップ33が締結された吸気弁用カム軸受部31が
設けられている。一方、プラグホール９の排気側サイド
には、排気弁用キャップ36が締結された排気弁用カム軸
受部34が配置されている。なお、フロント側端部にも排
気弁用キャップ36が締結された吸気弁用カム軸受部34が
設けられている。

また、HLA14（第４図参照）等の動弁機構にオイルを
供給するために、プラグホール９の吸気側にはシリンダ
ヘッドＨの長手方向に伸長する第１オイルギャラリ41が
設けられる一方、排気側にも同様に第２オイルギャラリ
42が設けられている。なお、第1,第２オイルギャラリ4
1,42へはオイル分配器43からオイルが供給されるように
なっている。なお、44は鋳造時において中子支えがセッ
トされて形成された幅木穴である。

ところで、第２図と第３とに示すように、シリンダヘ
ッドＨ内には、その剛性を高めるために、プラグホール
９をはさむ位置においてシリンダヘッドＨの長手方向に
伸長する第1,第２補強壁46,47が設けられている。第１
補強壁46は第１オイルギャラリ41と一体的に形成されて
いる。また、第２補強壁47は第２オイルギャラリ42と一
体的に形成されている。第２図から明らかなようにボア
センタ位置において、第１補強壁46はプラグホール９の
周壁およびと吸気弁用カム軸受部31と連結され、第２補
強壁47はプラグホール９の周壁および排気弁用カム軸受
部34と連結されている。しかしながら、ボアセンタ間で
は、基本的には第1,第２補強壁46,47の下端部はウォー
タジャケット48の上壁49とは離間されている。これによ
って、ヘッドボルト50（第１図参照）の締結力によって
吸気弁用カム軸受部31と排気弁用カム軸受部34に変形が
生じないようになっている。

また、第３図から明らかなように、ボアセンタ間にお
いて、第１ヘッドボルトボス51近傍では第１補強壁46と
ウォータジャケット上壁49とを連結する第１縦壁52が設
けられ、第２ヘッドボルトボス53近傍では第２補強壁47
とウォータジャケット上壁49とを連結する第２縦壁54が
設けられている。

このように、ボアセンタ間のヘッドボルトボス51,53
近傍では第1,第２縦壁52,54によって第1,第２補強壁46,
47が剛性の高いウォータジャケット上壁49に連結される
ので、第1,第２補強壁46,47ひいてはシリンダヘッドＨ
の剛性を大幅に高めることができる。なお、前記したと
おり、第1,第２縦壁52,54は両カム軸受部31,34から最も
離れた位置において狭い範囲で第1,第２補強壁46,47と
ウォータジャケット上壁49とを連結しているだけなの
で、両カム軸受部31,34にはこれがひずむほどの強い力
が作用しない。

なお、シリンダヘッドＨを鋳造する際、第１ヘッドボ
ルトボス51あるいは第２ヘッドボルトボス53の下端部か
ら注湯するようにすれば、第1,第２縦壁52,54形成部を
通して湯がシリンダヘッドＨ上部に流れるので湯回りを
改善することができる。

ところで、一般にシリンダヘッドＨの長手方向両端部
のシリンダヘッドＨとシリンダブロック（図示せず）の
合わせ面では中間部に比べてガスシール性が悪いので、
本実施例では第５図に示すように、両端部のヘッドボル
トボス51,53には中間部のヘッドボルトボス51,53に対す
るリブ61よりも大きいリブ62を設けている。このため、
両端部では剛性が高められヘッドボルト50（第１図参
照）の締結力を高めることでき、両端部のガスシール性
の向上を図ることができる。

また、両端部のヘッドボルトボス51,53の配設位置近
傍には通常冷却通路63が形成され、この下流には水温セ
ンサ（図示せず）が設けられるが、両端部のヘッドボル
トボス51,53のリブ62を大きくすると冷却水の流通が妨
げられる。そこで、冷却水の流通を妨げないように、両
端部のヘッドボルトボス51,53のリブ62を、ヘッドボル
トボス51,53の配置位置に対してｈだけオフセットさせ
て配置している。これにより、ポートとヘッドボルトボ
ス間から流出する冷却水を水温センサに向けることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例を示すシリンダヘッドの平面
説明図である。 第２図は、第１図に示すシリンダヘッドのＡ−Ａ線断面
説明図である。 第３図は、第１図に示すシリンダヘッドのＢ−Ｂ線断面
説明図である。 第４図は、第１図に示すシリンダヘッドを備えたエンジ
ンの吸・排気弁まわりの横断面説明図である。 第５図は、第１図に示すシリンダヘッドのウォータジャ
ケット形成部における平面断面説明図である。 第６図は、補強壁を設けた従来のシリンダヘッドの立面
断面説明図である。 CE…エンジン、Ｈ…シリンダヘッド、1a,1b…第1,第２
吸気弁、6a,6b…第1,第２排気弁、９…プラグホール、1
6…吸気弁用カムシャフト、26…排気弁用カムシャフ
ト、31…吸気弁用カム軸受部、34…排気弁用カム軸受
部、41,42…第1,第２オイルギャラリ、46,47…第1,第２
補強壁、48…ウォータジャケット、49…上壁、51,53…
ヘッドボルトボス、52,54…第1,第２縦壁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 角田 俊哉 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−38667（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−261956（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッド上部において、ボアセンタ
   位置近傍にプラグホールが配置されるとともに、該プラ
   グホールの両サイドに夫々シリンダヘッドの長手方向に
   伸長するカム軸を軸承するカム軸受部が配置され、かつ
   ウォータジャケット上壁より上側に上記カム軸受部に連
   結されるとともにプラグホールをはさんでシリンダヘッ
   ドの長手方向に伸長する２条の補強壁が設けられたDOHC
   エンジンのシリンダヘッド構造において、 シリンダヘッドの長手方向にみてボアセンタとボアセン
   タとの間に対応した位置では補強壁の下端部を上記ウォ
   ータジャケット上壁と離間させるとともに、ボアセンタ
   間のヘッドボルトボスに対応した位置において補強壁と
   ウォータジャケット上壁とを連結する縦壁を設けたこと
   を特徴とするDOHCエンジンのシリンダヘッド構造。