JP4374614B2 - エンジンのシリンダヘッド - Google Patents

Description

この発明は、エンジンのシリンダヘッドに係り、特にヘッドポートの外方端部に設けられるフランジの背面とシリンダヘッド側壁とに挟まれる部位に鋳造時の型割りによって余肉部が形成されるエンジンのシリンダヘッドに関するものである。

車両のエンジンは、シリンダブロックにシリンダヘッドを載置して構成されている。シリンダヘッドには、吸気側・排気側ヘッドポートが吸気側・排気側シリンダヘッド側壁から外方に延設され、吸気側・排気側ヘッドポートの外方端部に吸気側・排気側マニホルドを接合する吸気側・排気側フランジが設けられる。そして、この吸気側・排気側フランジの外周部位には、周方向の数箇所に円筒状の吸気側・排気側マニホルドの吸気側・排気側取付ボスが設けられる。

即ち、図６、図７に示す如く、多気筒用（第１〜第３気筒＃１〜＃３）のエンジン１０２のシリンダブロック１０４に載置されるシリンダヘッド１０６は、鋳造によって形成されるものである。このシリンダヘッド１０６には、各気筒に対応して下部側に燃焼室１０８が形成されるとともに、上部側には動弁室１１０が形成される。

燃焼室１０８には、吸気側ヘッドポート１１２及び排気側ヘッドポート１１４が接続されている。この吸気側ヘッドポート１１２及び排気側ヘッドポート１１４は、吸気側シリンダヘッド側壁１１６及び排気側シリンダヘッド側壁１１８から外方に延設されている。また、吸気側ヘッドポート１１２の外方端部には、吸気側マニホルド（図示せず）を接続する吸気側フランジ１２０が形成される。排気側ヘッドポート１１４の外方端部には、排気側マニホルド（図示せず）を接続する排気側フランジ１２２が形成される。これら各フランジ１２０、１２２は、接合部でのシール性を確保するため、各ヘッドポート１１２、１１４の周壁部から所定の幅と厚さで突出形成されている。

また、図６に示す如く、第１排気側フランジ１２２−１の外周部位には、周方向に円筒状の排気側マニホルドの第１排気側取付ボス１２４−１が複数個設けられる。この第１排気側取付ボス１２４−１には、第１排気側取付ネジ孔１２６−１が凹設されている。この第１排気側取付ネジ孔１２６−１には、マニホルド側フランジの取付け孔（図示せず）に挿通された第１排気側取付ボルト（図示せず）が螺着される。また、第２排気側フランジ１２２−２の外周部位には、周方向に円筒状の排気側マニホルドの第２排気側取付ボス１２４−２が複数個設けられる。この第２排気側取付ボス１２４−２には、第２排気側取付ネジ孔１２６−２が凹設されている。この第２排気側取付ネジ孔１２６−２には、マニホルド側フランジの取付け孔（図示せず）に挿通された第２排気側取付ボルト（図示せず）が螺着される。更に、第３排気側フランジ１２２−３の外周部位には、周方向に円筒状の排気側マニホルドの第３排気側取付ボス１２４−３が複数個設けられる。この第３排気側取付ボス１２４−３には、第３排気側取付ネジ孔１２６−３が凹設されている。この第３排気側取付ネジ孔１２６−３には、マニホルド側フランジの取付け孔（図示せず）に挿通された第３排気側取付ボルト（図示せず）が螺着される。

このようなシリンダヘッド１０６は、鋳造で製作されるため、図７にＰで示した型割り方向によって、突設された第１〜第３排気側フランジ１２２−１〜１２２−３の背面側と排気側シリンダヘッド側壁１１６に挟まれる部位には、余肉部Ａが形成される。

従来、エンジンのシリンダヘッドには、バルブのリフタをガイドするリフタガイド穴と、ウォータジャケットが形成された排気マニホルドの取付ボスとの間に、凹部を形成することにより、ウォータジャケットの容量を大きくするものがある。
また、エンジンのシリンダヘッドには、ブローバイガス通路周りの厚肉部位に、取付ボスを接して設けることにより、鋳造時の装備品用の取付ボスへの湯廻りを良好とするものがある。
更に、エンジンのシリンダヘッドには、エンジンの車両搭載姿勢がスラント姿勢のときにシリンダヘッドのオイルジャケット部の下側に位置する側壁に沿って、側壁と下壁の角部又はその近傍の最も低い位置を通り且つシリンダヘッドの両端部間にわたって連続するオイル通路を形成し、オイルジャケット部の下壁の一端部にシリンダヘッドの下面に貫通する１つのオイル排出穴を形成することにより、オイルを円滑に排出するものがある。
特開２００１−３５５５１０号公報 特開２０００−３２９０００号公報 特開平９−１７０４８８号公報

ところで、従来、エンジンのシリンダヘッドにおいては、鋳造で製作されるため、図７にＰで示した型割り方向によって、突設された排気側フランジの背面側と排気側シリンダヘッド側壁に挟まれる部位にＡで示す余肉部が形成されることから、このような余肉部が形成されると、シリンダヘッドの重量が増加するとともに、鋳造欠陥が発生し易くなるという不都合があった。

そこで、この発明は、気筒列方向に延びるシリンダヘッド側壁から外方にヘッドポートを延設し、このヘッドポートの外方端部にマニホルドを接合するフランジを形成し、このフランジの外周上縁部にネジ孔を備えた取付ボスを設け、前記フランジの背面と前記シリンダヘッド側壁とに挟まれた部位及び前記取付ボスと前記ヘッドポートとに挟まれた部位に鋳造時の型割りによる余肉部が形成されるエンジンのシリンダヘッドにおいて、前記シリンダヘッド側壁には気筒列方向で前記余肉部が形成される部位の間に膨出する膨出部を形成し、前記膨出部の内部には前記シリンダヘッドの動弁室と連通するとともに前記ヘッドポートと前記取付ボスの間に形成される余肉部を貫通して気筒列方向に延びる空間部を形成したことを特徴とする。

この発明のエンジンのシリンダヘッドは、フランジの背面とシリンダヘッド側壁とに挟まれる部位に鋳造時の型割りによって形成される余肉部を削減することができ、シリンダヘッドの軽量化を図ることができるとともに、鋳造欠陥の発生を低減することができる。

この発明は、シリンダヘッドの軽量化を図る目的のために、フランジの背面とシリンダヘッド側壁とに挟まれる部位に鋳造時の型割りによって形成される余肉部を削減して実現するものである。
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。

図１〜図５は、この発明の実施例を示すものである。

図１、図２において、２は車両（図示せず）に搭載される縦置き型の多気筒用（第１〜第３気筒（＃１〜＃３））のエンジン、４はシリンダブロック、６はこのシリンダブロック４に吸気側・排気側ヘッド取付ボルト（図示せず）によって固定されるシリンダヘッドである。エンジン２において、第１〜第３気筒（＃１〜＃３）は、気筒列方向である長手方向Ｘに直列に配置されている。

シリンダヘッド６は、鋳造で製作され、第１〜第３気筒（＃１〜＃３）の気筒列方向である長手方向Ｘに対し幅方向Ｙが短く、平面視において略長四角形状に形成され、幅方向Ｙの両側に位置して長手方向Ｘに指向する吸気側シリンダヘッド側壁８及び排気側シリンダヘッド側壁１０と、この吸気側シリンダヘッド側壁８及び排気側シリンダヘッド側壁１０の両端部に連設して幅方向Ｙに指向するシリンダヘッド前面壁１２及びシリンダヘッド背面壁１４とにより構成されている。シリンダヘッド前面壁１２には、チェーンカバー（図示せず）が取り付けられる。

シリンダヘッド６には、図４、図５に示す如く、第１〜第３気筒（＃１〜＃３）に対応して、下面６Ｂに開口した各燃焼室１６が形成され、また、吸気側において、吸気側シリンダヘッド側壁８側で各燃焼室１６に連通して第１〜第３気筒（＃１〜＃３）に対応した吸気ヘッドポート１８が外方に延設して形成されているとともに、この吸気ヘッドポート１８の外方端部に吸気側フランジ２０（図２の第１〜第３吸気側フランジ２０−１〜２０−３で示す）が突出して形成され、更に、排気側において、排気側シリンダヘッド側壁１０側で各燃焼室１６に連通して第１〜第３気筒（＃１〜＃３）に対応した排気ヘッドポート２２が外方に延設して形成されているとともに、この排気ヘッドポート２２の外方端部に排気側フランジ２４（図２の第１〜第３排気側フランジ２４−１〜２４−３で示す）が突出して形成されている。吸気側フランジ２０には、吸気側マニホルド（図示せず）が接合して設けられる。排気側フランジ２４には、排気側マニホルド（図示せず）が接合して設けられる。

排気側においては、図１に示す如く、排気側シリンダヘッド側壁１０側で各燃焼室１６に連通して第１〜第３気筒（＃１〜＃３）に対応した第１〜第３排気ヘッドポート２２−１〜２２−３が外方に延設して形成されているとともに、この第１〜第３排気ヘッドポート２２−１〜２２−３の外方端部に第１〜第３排気側フランジ２４−１〜２４−３が突出して形成されている。

また、シリンダヘッド６の上部位には、図２に示す如く、吸気側ヘッド取付ボルトを挿通する第１〜第４吸気側ヘッドボルト挿通孔２６−１〜２６−４が長手方向Ｘに並んで形成されているとともに、排気側ヘッド取付ボルトを挿通する第１〜第４排気側ヘッドボルト挿通孔２８−１〜２８−４が長手方向Ｘに並んで形成されている。

図１に示す如く、第１〜第３排気側フランジ２４−１〜２４−３の外周上縁部には、第１〜第３排気側上側取付ボス３０−１〜３０−３が連続して設けられている。この第１〜第３排気側上側取付ボス３０−１〜３０−３には、第１〜第３排気側上側取付ネジ孔３２−１〜３２−３が凹設して形成されている。また、第１〜第３排気側フランジ２４−１〜２４−３の外周下縁部には、第１〜第４排気側下側取付ボス３４−１〜３４−４が連続して設けられている。この第１〜第４排気側下側取付ボス３４−１〜３４−４には、第１〜第４排気側下側取付ネジ孔３６−１〜３６−４が凹設して形成されている。

シリンダヘッド６の上部位には、図２に示す如く、シリンダヘッド前面壁１２及びシリンダヘッド背面壁１４と平行で且つ第１〜第３気筒（＃１〜＃３）に対応した位置で、第１〜第３カム軸受部３８−１〜３８−３が設けられているとともに、この第１〜第３カム軸受部３８−１〜３８−３の各中央部位で第１〜第３気筒（＃１〜＃３）に対応した第１〜第３プラグホール４０−１〜４０−３を形成する第１〜第３プラグ筒部４２−１〜４２−３が第１〜第３カム軸受部３８−１〜３８−３と一体的に設けられている。また、図５に示す如く、シリンダヘッド６のヘッド形成壁４４には、各プラグホール４０に対応した各点火プラグネジ孔４６が形成されている。

図３〜図５に示す如く、カム軸受部３８には、吸気側カムシャフト（図示せず）を軸支するように吸気側ネジ孔４８を備えた吸気側軸支部５０と、排気側カムシャフト（図示せず）を軸支するように排気側ネジ孔５２を備えた排気側軸支部５４とが形成されている。また、吸気側軸支部５０には、吸気側タペット孔部５６が形成され、排気側軸支部５４には、排気側タペット孔部５８が形成されている。

この吸気側軸支部５０と排気側軸支部５４との近傍には、動弁室６０が形成されている。この動弁室６０においては、吸気側で、吸気側軸支部５０の下方で吸気側バルブガイド６２を配設しているとともに吸気側動弁室６４を形成し、吸気側動弁室底面６６の下方で吸気側ウォータジャケット６８を形成し、排気側で、排気側軸支部５４の下方で排気側バルブガイド７０を配設しているとともに排気側動弁室７２を形成し、排気側動弁室底面７４の下方で排気側ウォータジャケット７６を形成している。

図２に示す如く、シリンダヘッド６の上部位には、第１気筒（＃１）に対応して、一対の第１吸気一側タペット７８−１Ａ・第１吸気他側タペット７８−１Ｂ及び一対の第１排気一側タペット８０−１Ａ・第１排気他側タペット８０−１Ｂが設けられ、また、第２気筒（＃２）に対応して、一対の第２吸気一側タペット７８−２Ａ・第２吸気他側タペット７８−２Ｂ及び一対の第２排気一側タペット８０−２Ａ・第２排気他側タペット８０−２Ｂが設けられ、更に、第３気筒（＃３）に対応して、一対の第３吸気一側タペット７８−３Ａ・第３吸気他側タペット７８−３Ｂ及び一対の第３排気一側タペット８０−３Ａ・第３排気他側タペット８０−３Ｂが設けられている。

図１〜図３に示す如く、シリンダヘッド６のシリンダヘッド背面壁１４には、ウォータジャケット出口部８２が設けられている。

このシリンダヘッド６においては、突設されたフランジとしての第１〜第３排気側フランジ２４−１〜２４−３の背面とシリンダヘッド側壁としての排気側シリンダヘッド側壁１０とに挟まれた部位に、鋳造時の型割りによる余肉部が形成される。

そこで、この実施例において、図４、図５に示す如く、シリンダヘッド６には、動弁室としての排気側動弁室７２と連通する空間部８４を形成し、つまり、図１に示す如く、第１〜第３排気側フランジ２４−１〜２４−３の上部の背面で、第１〜第３空間部８４−１〜８４−３を形成し、そして、図１、図３、図４に示す如く、この第１〜第３空間部８４−１〜８４−３を内包して第１〜第３排気側フランジ２４−１〜２４−３の背面側で排気側カムシャフトの軸線方向に延びる膨出部８６を、排気側シリンダヘッド側壁１０に形成する。この膨出部８６は、第１〜第３空間部８４−１〜８４−３を含んで膨出空間８６Ａを形成し、第１〜第３排気側ヘッドポート２２−１〜２２−３と排気側の第１〜第３排気側上側取付ボス３０−１〜３０−３との間を貫通するように形成されている。

また、排気側動弁室底面７４は、図４、図５に示す如く、空間部８４に向かって下方に傾斜して形成されている。

図１に示す如く、膨出部８６には、シリンダブロック４側に延びるオイル戻し通路として、第１〜第４オイル戻し通路８８−１〜８８−４が膨出空間８６Ａと連通するように接続して設けられている。第１オイル戻し通路８８−１は、第１排気側フランジ２４−１よりも車両前方側で膨出部８６の部位から下方のシリンダブロック４側に指向して形成されている。第２オイル戻し通路８８−２は、第１排気側フランジ２４−１と第２排気側フランジ２４−２との間で膨出部８６の部位から下方のシリンダブロック４側に指向して形成されている。第３オイル戻し通路８８−３は、第２排気側フランジ２４−２と第３排気側フランジ２４−３との間で膨出部８６の部位から下方のシリンダブロック４側に指向して形成されている。第４オイル戻し通路８８−４は、第３排気側フランジ２４−３よりも車両後方側で膨出部８６の部位から下方のシリンダブロック４側に指向して形成されている。

図１に示す如く、この第１〜第２オイル戻し通路８８−１〜８８−２の一部は、第１排気側フランジ２４−１の裏面側に配設されている。また、第３オイル戻し通路８８−３の一部は、第３排気側フランジ２４−３の裏面側に配設されている。

次に、この実施例の作用を説明する。

シリンダヘッド６の動弁室６０と連通する空間部８４を内包して排気側フランジ２４の背面側をシリンダヘッド６に軸支されるカムシャフトの軸線方向に延びる膨出部８６を、排気側シリンダヘッド側壁１０から膨出して設けたことから、排気側フランジ２４の背面と排気側シリンダヘッド側壁１０とに挟まれる部位に鋳造時の型割りによって形成される余肉部を削減することができ、シリンダヘッド６の軽量化を図ることができるとともに、鋳造欠陥の発生を低減することができる。

排気側フランジ２４には外周上縁部に排気側上側ネジ孔３２が凹設された排気側上側取付ボス部３０を設け、排気側ヘッドポート２２と排気側上側取付ボス３０との間を貫通するように膨出部８６を設けたことから、排気側ヘッドポート２２と排気側上側取付けボス３０の間を繋ぐように形成される多量の余肉部を膨出部８６によって削減することができ、さらに、シリンダヘッド６の軽量化を図ることができる。

排気側動弁室底面７４を空間部８４に向かって下方に傾斜して形成するとともに、膨出部８６にはシリンダブロック４側に延びるオイル戻し通路８８を接続して設けたことから、動弁室６０の最外側に位置し、カムシャフト軸線方向に延びる膨出部８６に、動弁室６０に供給されたオイルを集めてオイルパンに戻すことによって、シリンダヘッド６内にオイルが滞留せず、オイル戻し性能を向上することができる。

オイル戻し通路８８の一部を排気側フランジ２４の裏面側に配設したことから、シリンダブロック４側に延びるオイル戻し通路８８で排気側フランジ２４の背面の側方部位の余肉部を削減し、さらに、シリンダヘッド６の軽量化を図ることができる。

なお、この実施例においては、空間部８４を内包する膨出部８６を吸気側にも設け、シリンダヘッド６の軽量化を図ることも可能である。

フランジの背面とシリンダヘッド側壁とに挟まれる部位に鋳造時の型割りによって形成される余肉部を削減する構造を、シリンダブロック等の構造にも適用することができる。

図２の矢印Ｉによるシリンダヘッドの右側面図である。 シリンダヘッドの平面図である。 図２の矢印ＩＩＩによるシリンダヘッドの背面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線によるシリンダヘッドの断面図である。 図１のＶ−Ｖ線によるシリンダヘッドの断面図である。 従来のシリンダヘッドの右側面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線によるシリンダヘッドの断面図である。

符号の説明

２ エンジン
４ シリンダブロック
６ シリンダヘッド
８ 吸気側シリンダヘッド側壁
１０ 排気側シリンダヘッド側壁
１８ 吸気側ヘッドポート
２０ 吸気側フランジ
２２ 排気側ヘッドポート
２４ 排気側フランジ
３０ 排気側上側取付ボス
３２ 排気側上側取付ネジ孔
６０ 動弁室
７４ 排気側動弁室底面
８４ 空間部
８６ 膨出部
８８ オイル戻し通路

Claims (3)

1. 気筒列方向に延びるシリンダヘッド側壁から外方にヘッドポートを延設し、このヘッドポートの外方端部にマニホルドを接合するフランジを形成し、このフランジの外周上縁部にネジ孔を備えた取付ボスを設け、前記フランジの背面と前記シリンダヘッド側壁とに挟まれた部位及び前記取付ボスと前記ヘッドポートとに挟まれた部位に鋳造時の型割りによる余肉部が形成されるエンジンのシリンダヘッドにおいて、前記シリンダヘッド側壁には気筒列方向で前記余肉部が形成される部位の間に膨出する膨出部を形成し、前記膨出部の内部には前記シリンダヘッドの動弁室と連通するとともに前記ヘッドポートと前記取付ボスの間に形成される余肉部を貫通して気筒列方向に延びる空間部を形成したことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド。
2. 前記動弁室の底面を前記空間部に向かって下方に傾斜させるとともに、前記膨出部にはシリンダブロック側に延びるオイル戻し通路を接続して設けたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンのシリンダヘッド。
3. 前記オイル戻し通路の一部を、前記フランジの裏面側に配設したことを特徴とする請求項２に記載のエンジンのシリンダヘッド。

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