JP3280489B2 - エンジンのシリンダヘッド構造およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンのシリンダヘッ
ド構造およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの中には、実開昭６０−４３１
２８号公報あるいは実開昭６０−４３１７８号公報に示
すように、１つの燃焼室に対して、燃焼室の略直径方向
に直列に複数の点火プラグを配設したものがある。この
複数の点火プラグとしては、燃焼室の略中心に配設され
た中心点火プラグと、それぞれ燃焼室の外周縁部に配設
された２つの周辺点火プラグとの少なくとも３個とされ
たものも開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、エンジン、例え
ば自動車用エンジンにおいては、複数の燃焼室を直列に
配設した多気筒エンジンとされるのが通常である。この
場合、１つの燃焼室に設けられる複数の点火プラグを、
クランク軸方向に直列となるように配設することが考え
られる。そして、点火プラグの取付、取外しのサ−ビス
性を考慮して、各点火プラグをシリンダヘッドの上方か
ら取付、取外しできるようにすることも考えられる。

【０００４】しかしながら、この場合は、必然的に、隣
接する気筒間での２つの周辺点火プラグ間の間隔という
ものが小さくなり、この２つの周辺点火プラグ同士を十
分に離間させようとすると、エンジン全長つまりクラン
ク軸方向長さが長くなってしまうという問題を生じる。
とりわけ、シリンダヘッドに形成される点火プラグ取付
用のボス部、つまり点火プラグの先端部外周に形成され
たプラグねじ部が螺合されるねじ孔が形成される部分
は、通常各点火プラグ毎に独立して形成されているが、
このような点火プラグ取付用ボス部を各点火プラグ毎に
独立して形成した場合は、各燃焼室間の間隔が大きくな
って、エンジン全長が長いものとなってしまう。

【０００５】より具体的には、上記点火プラグ取付ボス
部は、通常、シリンダ軸線方向に伸びる略円柱状として
形成されて、シリンダヘッド鋳造後に点火プラグ取付用
のねじ孔が加工される。そして、この略円柱状の取付用
ボス部を個々独立して形成する場合は、２つの隣接する
取付用ボス部に相当する位置の間に中子存在させた状態
でシリンダヘッドを鋳造することになる一方、この中子
はある程度の幅（厚さ）が必要なので、結果として、シ
リンダヘッド鋳造後において得られる２つの取付用ボス
部の間隔はかなり大きいものとならざるを得ないものな
り、エンジン全長が長くなってしまう。

【０００６】一方、シリンダヘッドには、点火プラグを
挟んで左右に、それぞれクランク軸方向に伸びるウォ−
タジャケットやオイルジャケット（オイル回収路）が形
成される。そして、シリンダヘッド鋳造時には、この各
ジャケットに対応した中子が用いられることになる。そ
して、１つの燃焼室に対して１つの点火プラグを設けた
通常のエンジンでは、左右のウォ−タジャケット用中子
同士や左右のオイルジャケット用中子同士を、隣接する
燃焼室間に存在する十分大きなスペ−スを利用して連
結、保持させることが行なわれている。

【０００７】しかしながら、１つの燃焼室に、クランク
軸方向に直列に複数の点火プラグを配設した場合は、隣
接する燃焼室間に十分な連結用の空間を確保するのがむ
ずかしくなるので、前記中子を所定位置にきちんと保持
しておくことがむずかしいものとなって、シリンダヘッ
ドを精度よく鋳造する上で問題となる。そして、このよ
うな鋳造時の問題を勘案して隣接する燃焼室間の間隔を
十分確保した場合は、エンジン全長が長いものとなって
しまう。

【０００８】本発明は以上のような事情を勘案したもの
で、クランク軸方向に直列配設された複数の燃焼室にそ
れぞれ、クランク軸方向直列に複数の点火プラグを設け
たものを前提として、エンジン全長を短かくすることの
できるシリンダヘッド構造を提供すると共に、エンジン
全長を短くしてもシリンダヘッドの鋳造を精度よく行な
えるようにしたシリンダヘッドの製造方法を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明におけるシリンダヘッド構造にあっては、次
のような構成とされる。すなわち、複数の燃焼室がクラ
ンク軸方向に直列に形成された多気筒エンジン用のシリ
ンダヘッド構造であって、１つの燃焼室についてそれぞ
れ、クランク軸方向直列に複数の点火プラグが配設さ
れ、しかもクランク軸方向各端部側に位置する２つの点
火プラグがそれぞれ燃焼室外周縁部に位置され、隣接す
る気筒間において、互いに隣り合う一の気筒用の点火プ
ラグと他の気筒用の点火プラグとの各点火プラグ取付用
ボス部が、互いに連続して一体成形された共通ボス部と
されている、ような構成としてある。

【００１０】上記構成を前提とした本発明の好ましい態
様は、特許請求の範囲における請求項２〜請求項１６に
記載の通りである。

【００１１】目的を達成するため、本発明の製造方法に
あっては、特許請求の範囲における請求項１８に記載さ
れたような構成とされる。

【００１２】

【発明の効果】請求項１に記載されたシリンダヘッドに
おいては、隣接する燃焼室間での隣り合う２つの点火プ
ラグの取付用ボス部が互いに連続した共通ボス部とされ
ているので、この共通ボス部のクランク軸方向長さを、
当該２つの点火プラグ用取付ボス部を互いに個々独立し
て形成する場合に比して短くすることができ、この結果
エンジン全長を短くすることができる。

【００１３】請求項２に記載したような構成とすること
により、点火プラグを３個として、燃焼初期時には、燃
焼室の略直径方向に伸びる柱状の火炎が早期に形成さ
れ、この後火炎面が、点火プラグの配設方向と直交する
方向に成長していくことになる。この柱状火炎の早期の
形成により、火炎面積の増大を抑制して、燃焼期間を全
体として長くすることなく燃焼割合を平均化して、つま
り燃焼のピ−クを小さくして、ＮＯｘ低減の上で好まし
いものとなる。そして、上記柱状火炎を燃焼の早い時期
に確実に形成するのに、３個という比較的少ない数の点
火プラグで得ることができる。

【００１４】請求項３に記載したような構成とすること
により、隣接する燃焼室間での隣接する２つの点火プラ
グ同士の間隔を、クランク軸方向においてより短くする
上で好ましいものとなる。

【００１５】請求項４に記載したような構成とすること
により、間隔の狭い２つの点火プラグに対する取付用と
なっている関係上高温となり易い共通ボス部の冷却を十
分行なう上で好ましいものとなる。

【００１６】請求項５に記載したような構成とすること
により、共通ボス部の冷却を十分に行なう上でより好ま
しいものとなる。また、請求項６に記載したような構成
とすることにより、上記十分な冷却を確保しつつ、共通
ボス部の傾斜により、請求項３で得られるのと同様の効
果を得ることもできる。

【００１７】請求項７に記載したような構成とすること
により、間隔の狭い２つの点火プラグが取付けれる関係
上高温となり易い共通ボス部を十分に冷却する上で好ま
しいものとなる。特に、請求項８に記載したような構成
とすることにより、共通ボス部のより十分な冷却を行な
うことができる。

【００１８】請求項９に記載したような構成とすること
により、クランク軸方向に多数並んだ点火プラグを避け
つつオイル通路を構成できると共に、左右のオイル通路
同士を連通させて、左右のオイル通路からのオイル供給
を確実に行なうようにする上で好ましいものとなる。し
かも、連通オイル通路を、クランク軸方向の間隔が比較
的余裕のある位置、つまり比較的肉厚部分とすることの
できる位置に設定することができる。

【００１９】また、請求項１０に記載したような構成と
することにより、プラグ挿入壁を構成する中間側壁を有
効に利用して、連通オイル通路を形成することができ
る。さらに、請求項１１に記載したような構成とするこ
とにより、クランク軸方向中間部分の複数位置におい
て、連通オイル通路を形成して、左右のオイル通路同士
をより確実に連通させる上で好ましいものとなる。

【００２０】請求項１２に記載したような構成とするこ
とにより、第１と第２の２つの連通オイル通路により、
左右のオイル通路同士をより確実に連通させる上で好ま
しいものとなる他、エンジン停止後の再始動時に、当該
２つの連通オイル通路に貯留されていたオイルをシリン
ダヘッドの各部分にすみやかに供給する上でも好ましい
ものとなる。そして、請求項１３に記載したような構成
とすることにより、ドリル加工という簡単な手法によっ
て第１、第２の２つの連通オイル通路を容易に形成する
ことができる。

【００２１】請求項１４に記載したような構成とするこ
とにより、プラグ挿入壁を有効に利用して、オイル通路
を形成することができる。

【００２２】請求項１５に記載したような構成とするこ
とにより、プラグ挿入口を画成するプラグ挿入壁の上端
面形状を、プラグ挿入壁の強度を十分確保しつつ極力簡
素化した形状とすることができる。そして、この簡素化
されかつ強度も十分なプラグ挿入壁の上端面をシリンダ
ヘッドカバ−の合せ面としてあるので、この合せ面間に
位置されるシ−ル部材の形状簡素化を得る上で、シリン
ダヘッドカバ−の取付強度の確保や、シ−ル性向上、さ
らには点火プラグに接続されるハイテンションコ−ドに
対するシ−ル部分の簡素化等を図る上で好ましいものと
なる。

【００２３】請求項１６に記載したような構成とするこ
とにより、最近の自動車用エンジンとして一般的なペン
トル−フ型の燃焼室形状とすることができ、吸気弁や排
気弁の多弁化を図る上でも好ましいものとなる。

【００２４】請求項１８に記載したような構成とするこ
とにより、連通口を利用した中子押さえによってウォ−
タジャケット用中子の位置決めをきちんと行なって、シ
リンダヘッドを精度よく製造する上で好ましいものとな
る。そして、このようにして製造された精度のよいシリ
ンダヘッドが、請求項１７のような構造として得られ
る。

【００２５】なお、請求項１８における製造方法にあっ
ては、鋳造時に、中子押さえ部となる部分を介してこれ
に対応した中子から発生するガスを上方へ十分に逃がす
ことができ、ガス圧に起因した変形発生を防止する上で
も好ましいものとなる。前述した以外の本発明の好まし
い態様およびその利点は、以下の実施例の説明から明ら
かとなる。

【００２６】

【実施例】以下本発明の実施例を添付した図面に基づい
て説明する。先ず、図１を参照しつつ、１つの燃焼室に
着目して、点火プラグの配設について説明する。図１に
おいて、Ｃは燃焼室（気筒）であり、この燃焼室Ｃは実
施例では、２つの傾斜面１Ａと１Ｂとを有するペントル
−フ型とされ、この２つの傾斜面１Ａと１Ｂとが交差す
る稜線が符号αで示される。この稜線αは、クランク軸
を示す一点鎖線βと平行とされている。

【００２７】一方の傾斜面１Ａには、稜線α方向に間隔
をあけて２つの吸気ポ−ト２、３が開口され、他方の傾
斜面１Ｂには、稜線α方向に間隔をあけて２つの排気ポ
−ト４、５が開口されている。そして、吸気ポ−ト２、
３には、図１上方つまりシリンダヘッドの一側面側から
吸気が供給され、排気ポ−ト４、５からの燃焼ガスは、
図１下方つまりシリンダヘッドの他側面から排出され
る。このように、実施例では、ガスの流れが燃焼室Ｃを
横断して行なわれるクロスフロ−型とされている。

【００２８】燃焼室Ｃには、３つの点火プラグ（点火ギ
ャップ）１１〜１３が配設されている。３つの点火プラ
グ１１〜１３は、燃焼室Ｃの略直径方向に伸びるよう
に、稜線αに沿って直列に配設されている。より具体的
には、点火プラグ１１が燃焼室Ｃの略中心に配設された
中心点火プラグとされ、点火プラグ１２、と１３とが、
それぞれ燃焼室外周縁部に配設された周辺点火プラグと
されている。

【００２９】点火プラグ１１〜１３が同時あるいはほぼ
同時に点火された際、各点火プラグ１１〜１３での着火
により生じた火炎は、燃焼の早い時期に燃焼室直径方向
で合致して、燃焼室略直径方向に細長く伸びる略柱状の
柱状火炎が形成される。この後、柱状火炎は、クランク
軸βと直交する方向に伸びて進行することになる。燃焼
の早い時期に上記柱状火炎が形成されることにより火炎
面積が早期に小さいものとなり、燃焼全体としては、燃
焼期間を長くすることなく、燃焼期間全体に渡って燃焼
割合つまり発熱が極力均一とされる。つまり、燃焼期間
を長くすることなく燃焼（発熱）のピ−ク値が小さいも
のとされて、燃費を悪化させることなくＮＯｘを低減す
る上で極めて好ましいものとなる。

【００３０】なお、３つの点火プラグ１１〜１３による
点火実行は、全ての運転領域で行なってもよいが、ＮＯ
ｘ低減が要求される運転領域例えば低負荷低回転域のみ
とする一方、他の運転領域では中心点火プラグ１１のみ
による点火実行を行なうようにしてもよい。

【００３１】図１において、点火プラグ１１〜１３は、
もっとも近くにある吸・排気ポ−ト（の内周縁）に対し
て、極力均等の間隔となるように配設するのが好まし
い。図２、図３は、吸気ポ−ト２、３に対する排気ポ−
ト４、５の位置設定を図１の場合を若干異ならせてあ
り、このため上記点火プラグと吸・排気ポ−トとの間隔
を極力均一にするという観点から、周辺点火プラグ１
２、１３を、中心点火プラグ１１に対してクランク軸β
と直交する方向に若干オフセットしてある。

【００３２】すなわち、図１の例では、吸気ポ−ト２と
排気ポ−ト４との各中心がクランク軸方向同一位置にあ
り、かつ吸気ポ−ト３と排気ポ−ト５との各中心もクラ
ンク軸方向同一位置にある、そして、点火プラグ１１〜
１３は一直線上に配設されている。これに対して、図２
では、クランク軸方向において、吸気ポ−ト２の中心に
対して排気ポ−ト４の中心が燃焼室中心側寄りに位置さ
れ、同様に吸気ポ−ト３の中心に対して排気ポ−ト５の
中心が燃焼室中心側寄りに位置されている。このため、
図２では、各周辺点火プラグ１２、１３は、中心点火プ
ラグ１１に対して、排気ポ−ト４、５側寄りにオフセッ
トされている。図３では、クランク軸方向において、吸
気ポ−ト２の中心に対して排気ポ−ト４の中心が燃焼室
外側寄りに位置され、同様に吸気ポ−ト３の中心に対し
て排気ポ−ト５の中心が燃焼室外側寄りに位置されてい
る。このため、図３では、各周辺点火プラグ１２、１３
は、中心点火プラグ１１に対して、吸気ポ−ト２、３側
寄りにオフセットされている。

【００３３】図４〜図６は、図１に示す燃焼室構造をク
ランク軸方向直列に４個有する直列４気筒用エンジンの
シリンダヘッドを示す。そして、点火プラグ１１〜１３
の配設方向は、クランク軸方向とされている。なお、各
気筒用の燃焼室を、Ｃ１〜Ｃ４の符号で区別して示して
ある。

【００３４】図４〜図６において、各燃焼室Ｃ１〜Ｃ４
における各点火プラグ１１〜１３は、それぞれシリンダ
ヘッドＣＨの上方から取付、取外しできるように、それ
ぞれ上下方向に伸びるようにシリンダヘッドＣＨに取付
けられる。このため、各点火プラグ取付孔が、ＣＨに対
して上下方向に伸びるように形成されている。この点火
プラグ取付孔は、中心点火プラグ１１用が符号２１で示
され、周辺点火プラグ１２用が符号２２で示され、周辺
点火プラグ１３用が符号２３で示される。

【００３５】上記各点火プラグ取付孔２１〜２３は、シ
リンダヘッドＣＨのミドルデッキ上に開口されている。
そして、ミドルデッキから上方に伸ばして、プラグ挿入
口３１を画成する挿入壁３２が形成されている。勿論、
プラグ挿入口３１は、各点火プラグ取付孔２１〜２３に
対して連通されていると共に、シリンダヘッドＣＨの上
方に開口されている。

【００３６】挿入壁３２は、全ての燃焼室Ｃ１〜Ｃ４に
跨がるように、シリンダヘッドＣＨのほぼ全長に渡って
伸びる左右一対の側壁部３２Ａを有する。左右の側壁３
２Ａ同士は、クランク軸方向各端において、端部連結壁
３２Ｂあるいは３２Ｃによって連結されている。また、
左右の側壁３２Ａ同士は、クランク軸方向中間位置にお
いて、２つの中間連結壁３２Ｄ、３２Ｅによって連結さ
れている。

【００３７】前記中間連結壁３２Ｄは、第２燃焼室Ｃ２
の中心点火プラグ用取付孔２１と周辺点火プラグ用取付
孔２２との間に位置されている。また、前記中間連結壁
３２Ｅは、第３燃焼室Ｃ３の中心点火プラグ用取付孔２
１と周辺点火プラグ用取付孔２２との間に位置されてい
る。つまり、中間連結壁３２Ｄ、３２Ｅは、クランク軸
方向中間部に位置する燃焼室Ｃ２、Ｃ３のうち、クラン
ク軸方向間隔が比較的大きく確保できる中心点火プラグ
と周辺点火プラグとの間に位置されている。

【００３８】前述したような挿入壁３２の形成によっ
て、プラグ挿入口３１は、全体として、クランク軸方向
に３１Ａ〜３１Ｃの３つに分割された構成とされる。す
なわち、第１のプラグ挿入口３１Ａが、第１燃焼室Ｃ１
の各点火プラグ用取付孔２１〜２３に連通する他、第２
燃焼室Ｃ２の２つの点火プラグ取付孔２１、２３用の合
計５つの取付孔用とされている。また、第３のプラグ挿
入口３１Ｃは、第１のプラグ挿入口３１Ａと対象となる
ように、合計５つの取付孔用とされている。そして、真
中に位置する第２のプラグ挿入口３１Ｂが、２個の周辺
点火プラグ用とされている。

【００３９】各点火プラグ取付孔２１〜２３は、シリン
ダヘッドＣＨの取付ボス部に構成され、各取付孔２１〜
２３に対応した取付ボス部を符号２１Ａ〜２３Ａで示し
てある（図５参照）。すなわち、取付ボス部２１Ａ〜２
３Ａは、もっとも下方に位置する点火プラグ螺合用の雌
ねじ部が形成されたねじ部と、所定の段差を形成するよ
うに複数段の径とされた段付孔とからなり、もっとも上
方に位置して径の大きい部分が、ミドルデッキ上に開口
されて、プラグ挿入口３１と連通される。

【００４０】隣接する２つの燃焼室間において、２つの
周辺点火プラグ１２、１３が互いに近接され、このよう
な近接関係にある周辺点火プラグ１２、１３の組数は、
合計３組となる。そして、この隣接関係にある周辺点火
プラグ用の取付ボス部２２Ａ、２３Ａが互いに連続した
もの、つまり間に隔壁（リブ）が介在されないで連続し
て一体に形成されている。この連続した２つの取付ボス
部２２Ａと２３Ａとが、特許請求の範囲での共通ボス部
とされ、全体として３個形成された共通ボス部を符号Ｄ
１〜Ｄ３で示す。なお、共通ボス部とされていない残る
他の点火プラグ用取付ボス部２１Ａ〜２３Ａは、互いに
分離した、つまり互いに不連続で個々独立した形式で形
成されている。

【００４１】共通ボス部Ｄ１〜Ｄ３部分においては、ミ
ドルデッキ上端部分において取付孔２２と２３を画成す
る隔壁部分（リブ）が不用となるので、この隔壁部分を
有する共通ボス部としない場合に比して、シリンダヘッ
ドＣＨの全長つまりクランク軸方向長さを短くすること
ができる。

【００４２】プラグ挿入口３１を画成する挿入壁３２
は、その上端面が平担とされて、シリンダヘッドＣＨの
外周縁部上端面と同一の高さとされている。そして、挿
入壁３２の上端面とシリンダヘッドＣＨの外周縁部上端
面とが、シリンダヘッドカバ−に対する合せ面とされて
いる。挿入壁３２上端面は、点火プラグ数に比して極め
て簡単化された形状とされているので、シリンダヘッド
カバ−との間に位置されるシ−ル部材の形状簡単化や、
シ−ル性向上、点火プラグに対するハイテンションコ−
ドに対するシ−ルの容易化等々、種々の利点をもたら
す。なお、挿入壁３２のうち端部連結壁３２Ｂ、３２Ｃ
は、シリンダヘッド外周縁部と連続されていて、全体と
して、シリンダヘッドカバ−に対する合せ面が連続した
ものとなるように設定されている。

【００４３】点火プラグ１１〜１３を挟んで左右には、
それぞれクランク軸方向に伸びるウォ−タジャケット４
１Ｌ、４１Ｒと、オイルジャケット４２Ｌ、４２Ｒとが
形成されている（図１０〜図１３をも参照）。ウォ−タ
ジャケット４１Ｌ、４１Ｒは、オイルジャケット４２
Ｌ、４２Ｒの下方に位置されている。上記左右のウォ−
タジャケット４１Ｌ、４１同士は、クランク軸方向に配
設された点火プラグ数が多くなるため、その連通部分を
確保しにくいものとなる。この一方、互いに近接配設さ
れる２つの点火プラグ１２、１３が取付けられる共通ボ
ス部Ｄ１、Ｄ３は、高温となり易いものとなる。

【００４４】このため、図７あるいは図８に示すよう
に、共通ボス部Ｄ１〜Ｄ３には、その点火プラグ取付孔
２２と２３との間において、左右のウォ−タジャケット
４１Ｌと４１Ｒとを連通させる連通冷却水通路４３が形
成されている。この連通冷却水通路４３は、共通ボス部
Ｄ１〜Ｄ３に鋳ぐるまれたギャガ−（偏平状の筒体）４
４によって構成されている。図７に示す例は、共通ボス
部Ｄ１〜Ｄ３がクランク軸方向にまっすぐ伸びる場合を
示す（取付孔２２と２３とをクランク軸に平行となるよ
うに形成）。

【００４５】図８に示す例では、共通ボス部ＣＤ１〜Ｄ
３を、クランク軸と傾斜するように形成したものである
（例えば図２と図３で示す燃焼室構造の組み合わせ）。
この図８の例では、ギャガ−４４の一方側開口端が正圧
となり、他方側端が負圧となるので、連通冷却水通路４
３内をより十分に冷却水が流れることになる。また、図
８の例では、上記圧力差を助長させるため、あるいは共
通ボス部Ｄ１〜Ｄ３の傾斜設定に代えて上記圧力差を得
るため、ギャガ−４４の一方開口端をウォ−タジャケッ
トの上流側に向かうように斜めに形成し、他方の開口端
をウォ−タジャケットの下流側に向かうように斜めに形
成してある。

【００４６】前記プラグ挿入壁３２のうち左右の側壁３
２Ａ部分には、図９に示すように、クランク軸方向に長
く伸びるオイル通路（オイル供給通路）５１Ｌ、５１Ｒ
が形成されている。このオイル通路５１Ｌ、５１Ｒが形
成される高さ位置は、吸気弁あるいは排気弁用のＨＬＡ
（油圧式自動すきま調整装置）の高さ位置とほぼ同じ高
さ位置とされる。そして、オイル通路５１Ｌからは左側
にあるＨＬＡに連なる分岐オイル通路５２Ｌが分岐さ
れ、オイル通路５１Ｒからは右側にあるＨＬＡに連なる
分岐オイル通路５２Ｒが分岐されている。

【００４７】左側のオイル通路５１Ｌからは、右上方に
向けて斜めに伸びる第１連通オイル通路５３Ｌが形成さ
れ、その先端は挿入壁３１Ａ外側に開口されて、その先
端開口端が盲栓５４Ｌによって施蓋されている。また、
右側のオイル通路５１Ｒからは、左上方に向けて斜めに
伸びる第２連通オイル通路５３Ｒが形成され、その先端
は挿入壁３１Ａ外側に開口されて、その先端開口端が盲
栓５４Ｒによって施蓋されている。この各連通オイル通
路５３Ｌと５３Ｒとは互いに交差していて、盲栓５４
Ｌ、５４の位置は、ＨＬＡよりも高い位置とされてい
る。これにより、エンジン停止時には、連通オイル通路
５３Ｌ、５３Ｒの高い位置部分にオイルが貯留される。
そして、エンジンを再始動した際、この貯留されていた
オイルがすみやかにＨＬＡ等に供給されて、エンジンに
より駆動されるオイルポンプからのオイル供給の遅れが
補償される。

【００４８】図１０は、前述したようなシリンダヘッド
の好ましい製造方法を説明するためのものである。図１
０において、プラグ挿入口３１の底部のうち、ヘッドボ
ルト取付孔６１付近を側方へ膨出させた拡大部６２が形
成される。そして、ウォ−タジャケット４１Ｌと上記拡
大部とが連通口６３により連通されて、当該連通口６３
が、盲栓６４により施蓋されている。

【００４９】上記連通口６３は、シリンダヘッド鋳造時
に、ウォ−タジャケット用中子に対する中子押さえ部と
して利用される。この連通口６３を中子押さえ部として
利用することにより、ウォ−タジャケット用中子の保持
がきちんとされて、シリンダヘッドを精度よく製造する
上で好ましいものとなる。また、鋳造時に、ウォ−タジ
ャケット用中子から発生されるガスが、連通口６３の中
子押さえ部からプラグ挿入口３１（一部中子が存在され
る場合あり）を通して外部に容易に逃がされて、ガス圧
に起因するシリンダヘッドの変形が防止される。そし
て、鋳造後に、不用となった連通口６３が、盲栓６４に
施蓋される。そして、この盲栓６４が容易に施蓋できる
ように、プラグ挿入口３１を通して連通口６３の上端開
口部分に容易に接近し得るように、連通口６３が斜めに
傾斜して形成されている。

【００５０】図１０においてさらに、シリンダブロック
からの冷却水を導入する導入路が符号６５Ｌ、６５Ｒで
示される。導入路６５Ｌはウォ−タジャケット４１Ｌに
開口され、導入路６５Ｒはウォ−タジャケット４１Ｒに
開口されている。そして、図１０は、共通ボス部Ｄ１〜
Ｄ３の２つの点火プラグ取付孔間に相当位置での断面と
なる。この共通ボス部Ｄ１〜Ｄ３を十分冷却するため、
左側の導入路６５Ｌからは第１分岐６６Ｌが分岐され
て、該第１分岐路６６Ｌは、右上方へ向けて斜めに伸び
て、右側のウォ−タジャケット４１Ｒに開口されてい
る。また、右側の導入路６５Ｒからは第２分岐６６Ｒが
分岐されて、該第２分岐路６６Ｒは、左上方へ向けて斜
めに伸びて、左側のウォ−タジャケット４１Ｌに開口さ
れている。各分岐路６６Ｌと６６Ｒとは途中で交差して
おり、かつ中間部分が対応するウォ−タジャケットに連
通されている。各分岐路６６Ｌと６６Ｒとは、シリンダ
ヘッドＣＨの下面側からのドリル加工によって形成され
ている。

【００５１】図１１〜図１３は、それぞれシリンダヘッ
ドの好ましい製造を行なう他の例を示すものである。図
１１においては、プラグ挿入口３１の下方に、パイプ材
７１が圧入されている。このパイプ材７１は、プラグ挿
入口３１に連なって、実質的にプラグ取付孔（取付ボス
部）を構成するものである。そして、左右のウォ−タジ
ャケット４１Ｌと４１Ｒとは、パイプ材７１に臨むよう
に形成されている。本実施例では、シリンダヘッドの鋳
造の際に、パイプ材７１に相当する部分がウォ−タジャ
ケット用中子に対する中子押さえ部（ガス圧の逃し部と
しても機能）として利用される、特に、本実施例では、
パイプ材７１に相当する部分を介して左右のウォ−タジ
ャケット中子同士を連結することができるので、ウォ−
タジャケット用中子をきちんと位置決めする上で極めて
好ましいものとなる。勿論、シリンダヘッドの鋳造後
に、パイプ材７１が圧入される。

【００５２】図１２の例では、プラグ挿入口３１の底部
に相当する位置においてパイプ材７２が圧入されてお
り、このパイプ材７１に臨ませて左右のオイルジャケッ
ト４２Ｌ、４２Ｒが形成されている。また、オイルジャ
ケット４２Ｌとウォ−タジャケット４１Ｌとの隔壁部分
に、該両者４２Ｌと４１Ｌとを連通させる連通口７３が
形成されて、当該連通口７３が盲栓７４によって施蓋さ
れている。

【００５３】図１２においては、シリンダヘッドの鋳造
時に、パイプ材７２に相当する部分が、オイルジャケッ
ト用中子に対する中子押さえ部（ガス圧の逃し部として
も機能）とされると共に、左右のオイルジャケット用中
子を連結する連結部分としても機能される。また、連通
口７３は、ウォ−タジャケット用中子に対する中子押さ
え部（ガス圧の逃し部としても機能）として利用され
る。そして、鋳造後に、パイプ材７２が圧入されると共
に、盲栓７４により施蓋が行なわれる。

【００５４】図１３において、図１１と図１２に示すパ
イプ材７１と７２とを連続した形式のパイプ材７５を用
いたものである。この場合は、シリンダヘッド鋳造時
に、パイプ材７５に相当する部分が、オイルジャケット
用中子押さえ部とウォ−タジャケット用中子押さえ部と
して利用され、鋳造後にパイプ材７５が圧入される。な
お、図１３においては、図１２に示す連通口７３とこれ
に対応した盲栓７４は不用となる。

【００５５】前記パイプ材７２は、共通ボス部Ｄ２に用
いる場合は、図６の符号７６で示すように、２つのプラ
グ取付孔（取付ボス部）に対して共用できるような大き
なものとすることもできる。さらに、左右のオイルジャ
ケット用中子同士を連結してその位置決めを行なう場合
は、図６の符号７７で示すように、連結用のギャガ−を
用いてもよい。この場合、鋳造後に、ギャガ−７７によ
って左右のオイルジャケット４２Ｌと４２Ｒとが連通さ
れるので、ブロ−バイガスの回収上好適となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】１つの燃焼室に対する複数の点火プラグの配設
例を示す簡略平面図。

【図２】図１の変形例を示す図。

【図３】図１のさらに別の変形例を示す図。

【図４】本発明が適用されたシリンダヘッドの一例を示
す上面図。

【図５】図４に示すシリンダヘッドの平面断面図で、図
１０のＸ４−Ｘ４線に沿う断面図。

【図６】図４のＸ６−Ｘ６線に沿う断面図。

【図７】共通ボス部に形成する連通冷却水通路の形成例
を示す図。

【図８】共通ボス部に形成する連通冷却水通路の他の形
成例を示す図。

【図９】図４のＸ９−Ｘ９線に沿う断面図。

【図１０】図４のＸ１０−Ｘ１０線に沿う断面図。

【図１１】図１０の変形例を示すもので、断面位置を中
心点火プラグ部分を通る位置として示すもの。

【図１２】図１０の別の変形例を示すもので、断面位置
を中心点火プラグ部分を通る位置として示すもの。

【図１３】図１０のさらに別の変形例を示すもので、断
面位置を中心点火プラグ部分を通る位置として示すも
の。

【符号の説明】

Ｃ（Ｃ１〜Ｃ４）：燃焼室 α：稜線 β：クランク軸 ２，３：吸気ポ−ト ４，５：排気ポ−ト １１：中心点火プラグ １２，１３：周辺点火プラグ ２１：中心点火プラグ用取付孔 ２１Ａ：中心点火プラグ用取付ボス部 ２２，２３：周辺点火プラグ用取付孔 ２２Ａ，２３Ａ：周辺点火プラグ用取付ボス部 ３１：プラグ挿入口 ３２：プラグ挿入壁 ３２Ａ：側壁 ３２Ｂ，３２Ｃ：端部連結壁 ３２Ｄ，３２Ｅ：中間連結壁 ４１Ｌ，４１Ｒ：ウォ−タジャケット ４２Ｌ，４２Ｒ：オイルジャケット ５１Ｌ，５１Ｒ：オイル通路 ５３Ｌ，５３Ｒ：連通オイル通路 ５４Ｌ，５４Ｒ：盲栓 ６１：ヘッドボルト取付孔 ６２：プラグ挿入口の拡大部 ６３：連通口 ６４：盲栓 ６５Ｌ，６５Ｒ：冷却水導入路 ６６Ｌ，６６Ｒ：分岐路 ７１，７２：パイプ材 ７３：連通口 ７４：盲栓 ７５，７６：パイプ材 ７７：ギャガ−

フロントページの続き (72)発明者 工藤 秀俊 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 平本 信男 広島県安芸郡府中町新地３番１号 株式 会社マツダエンジニアリング内 (72)発明者 玉本 和由 広島県安芸郡府中町新地３番１号 株式 会社マツダエンジニアリング内 (56)参考文献 特開 平５−59953（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−148020（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−138862（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−253552（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−86813（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−12816（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−176732（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−47391（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−112903（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−43128（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−30554（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−28507（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02F 1/00 - 1/42 F02P 13/00 - 15/08

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の燃焼室がクランク軸方向に直列に形
   成された多気筒エンジン用のシリンダヘッド構造であっ
   て、 １つの燃焼室についてそれぞれ、クランク軸方向直列に
   複数の点火プラグが配設され、しかもクランク軸方向各
   端部側に位置する２つの点火プラグがそれぞれ燃焼室外
   周縁部に位置され、 隣接する気筒間において、互いに隣り合う一の気筒用の
   点火プラグと他の気筒用の点火プラグとの各点火プラグ
   取付用ボス部が、互いに連続して一体成形された共通ボ
   ス部とされている、 ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
2. 【請求項２】請求項１において、 １つの燃焼室に対して設けられる前記複数の点火プラグ
   が、合計３個とされている、ことを特徴とするエンジン
   のシリンダヘッド構造。
3. 【請求項３】請求項２において、 隣接する気筒間において、互いに隣り合う一の気筒用の
   点火プラグと他の気筒用の点火プラグとが、互いにクラ
   ンク軸と直交する方向にオフセットされている、ことを
   特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記共通ボス部に、該共通ボス部に形成されている２つ
   の点火プラグ取付孔間において、該共通ボス部を挟んで
   クランク軸方向に伸ばして形成された左右のウォ−タジ
   ャケット同士を連通する連通冷却水通路が形成されてい
   る、ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
5. 【請求項５】請求項４において、 前記連通冷却水通路の各端の間で、前記左右のウォ−タ
   ジャケットを流れる冷却水によって圧力差が生じるよう
   に設定されている、ことを特徴とするエンジンのシリン
   ダヘッド構造。
6. 【請求項６】請求項５において、 前記共通ボス部がクランク軸に対して傾斜するように形
   成されることにより、前記圧力差が生じさせられる、こ
   とを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
7. 【請求項７】請求項１において、 該共通ボス部を挟んでクランク軸方向に伸ばして形成さ
   れた左右のウォ−タジャケット同士を連通する連通冷却
   水通路が形成され、 クランク軸方向において、前記共通ボス部の位置に対応
   した位置に、シリンダブロックから前記ウォ−タジャケ
   ットへと冷却水を供給する導入路が設けられ、 前記導入路から、分岐通路が分岐され、 前記分岐通路が、前記共通ボス部のうち２つの点火プラ
   グ取付孔間を貫通している、 ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造 。
8. 【請求項８】請求項７において、 前記導入路が、左側のウォ−タジャケットに開口された
   左導入路と、右側のウォ−タジャケットに開口された右
   導入路として構成され、 前記分岐通路が、右導入路から左ウォ−タジャケットへ
   と伸びる第１分岐通路と、該第１分岐通路と交差して前
   記左導入路から右ウォ−タジャケットへと伸びる第２分
   岐通路とから構成されている、 ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造 。
9. 【請求項９】請求項１において、 １つの燃焼室に対して設けられる前記複数の点火プラグ
   が、それぞれ燃焼室の外周縁部に位置する２つの周辺点
   火プラグと、燃焼室の略中心に位置する中心点火プラグ
   との合計３個とされ、 前記点火プラグを挟んでそれぞれクランク軸方向に伸び
   る左右一対のオイル通路が形成され、 複数の燃焼室のうち所定の燃焼室における中心点火プラ
   グと周辺点火プラグとの間においてクランク軸と直交す
   る方向に伸びる縦壁が形成され、、 前記縦壁に、前記左右一対のオイル通路同士を連通させ
   る連通オイル通路が形成されている、 ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造 。
10. 【請求項１０】構成９において、 前記点火プラグの挿入口を画成する挿入壁が、シリンダ
    ヘッド上方に開口するように形成され、 前記挿入壁が、それぞれクランク軸方向に伸びる左右一
    対の側壁と、該側壁のクランク軸方向端において該左右
    の側壁同士を連結する端部連結壁と、クランク軸中間部
    分において該左右側壁同士を連結する中間連結壁とを有
    し、 前記縦壁が、前記中間連結壁とされている、 ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造 。
11. 【請求項１１】請求項１０において、 クランク軸方向に直列に配設された燃焼室の数が偶数個
    とされ、 前記中間連結壁が、クランク軸方向端に位置する２つの
    燃焼室を除いた他の燃焼室に対応して複数設けられてい
    る、 ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造 。
12. 【請求項１２】請求項９において、 前記連通オイル通路が、左側オイル通路から斜め上方に
    伸びる第１連通オイル通路と、右側オイル通路から斜め
    上方に伸びて途中で前記第１連通オイル通路と交差する
    第２連通オイル通路とから構成され、 前記第１連通オイル通路と第２連通オイル通路との高い
    位置にある部分が、エンジン停止時にオイルが貯留され
    るオイル溜りとされている、 ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造 。
13. 【請求項１３】請求項１２において、 前記第１連通オイル通路と第２連通オイル通路とがドリ
    ル加工により形成されて、その上方開口端が盲栓により
    施蓋されている、ことを特徴とするエンジンのシリンダ
    ヘッド構造。
14. 【請求項１４】請求項１において、 前記点火プラグの挿入口を画成する挿入壁が、シリンダ
    ヘッド上方に開口するように形成され、 前記挿入壁が、複数の燃焼室に跨がってそれぞれクラン
    ク軸方向伸びる左右一対の側壁と、該左右の側壁同士を
    連結する連結壁とを有し、 前記左右の側壁にそれぞれ、該側壁の上端から所定位置
    下方において、それぞれクランク軸方向に伸びる左右一
    対のオイル通路が形成されている、 ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造 。
15. 【請求項１５】請求項１４において、 前記挿入壁における左右の側壁が、クランク軸方向直列
    に伸びる全ての燃焼室に跨がって連続して形成され、 前記連結壁が、左右側壁のうちもっともクランク軸方向
    端に位置される２つの端部連結壁と、クランク軸方向中
    間部分に位置される所定数の中間連結壁とから構成さ
    れ、 前記挿入壁の全ての上端面が、シリンダヘッドカバ−に
    対する合せ面とされている、 ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造 。
16. 【請求項１６】請求項１において、 燃焼室形状が、２つの傾斜面を有するペントル−フ型と
    され、 前記２つの傾斜面が交差する稜線が、クランク軸方向に
    伸びるように設定され、 前記稜線に沿って、１つの燃焼室に対して合計３個の点
    火プラグが配設されている、 ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造 。
17. 【請求項１７】複数の燃焼室がクランク軸方向に直列に
    形成された多気筒エンジン用のシリンダヘッド構造であ
    って、 １つの燃焼室についてそれぞれ、クランク軸方向直列に
    複数の点火プラグが配設され、 シリンダヘッド上方に開口されている点火プラグを取
    付、取外すためのプラグ挿入口の少なくとも底部が、ヘ
    ッドボルトの位置において側方に拡大され、 前記プラグ挿入口の前記拡大部分とウォ−タジャケット
    とを連通する連通口が形成され、 前記連通口が、盲栓により施蓋されている、 ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
18. 【請求項１８】請求項１７において、 前記連通口が、シリンダヘッド鋳造時に、ウォ−タジャ
    ケット用中子に対する中子押え部として用いられ、 前記鋳造後に、前記連通口が前記盲栓により施蓋され
    る、 ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド製造方法。