JP4446638B2 - 内燃機関のシリンダヘッド - Google Patents
内燃機関のシリンダヘッド Download PDFInfo
- Publication number
- JP4446638B2 JP4446638B2 JP2001303715A JP2001303715A JP4446638B2 JP 4446638 B2 JP4446638 B2 JP 4446638B2 JP 2001303715 A JP2001303715 A JP 2001303715A JP 2001303715 A JP2001303715 A JP 2001303715A JP 4446638 B2 JP4446638 B2 JP 4446638B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lifter
- holder
- valve
- cylinder head
- side wall
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のシリンダヘッドに関し、詳細には、機関弁を開閉作動させるべく摺接するカムに従動して往復動するバルブリフタを保持するリフタホルダを備える動弁機構を収容する動弁室を形成する鋳造されたシリンダヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のシリンダヘッドとして、特開平１１−２７０４０３号公報に開示されたものがある。このＤＯＨＣエンジンのシリンダヘッドでは、カムにより昇降されるバルブリフタの昇降動作をガイドするバルブリフタガイドの一部を含むシリンダヘッド上部の母材形状が、上方に向かって鋳造時の抜け勾配を有する形状とされ、これによりバルブリフタの一部を含むシリンダヘッド上部の母材形状を形成する際に、中子が不要となる。さらに、バルブリフタガイドの内壁を円筒状に切削加工してバルブリフタの昇降のためのチャンバを形成することにより、バルブリフタガイドの下部が削り取られてチャンバとその外部とを連通させる換気孔が形成される。そして、該換気孔を通じてバルブリフタの下降によって圧縮された空気やカムシャフトやバルブリフタを潤滑したオイルが、チャンバからその外部に排出される。また、バルブリフタガイドの内壁を円筒状に切削加工して換気孔を形成する代わりに、複数のバルブリフタガイドの下部に、クランク軸に沿って貫通するように貫通孔が切削加工により形成され、該貫通孔を通じて空気やオイルが排出されることも開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来技術において、バルブリフタガイドの内壁（内面）を形成する切削加工により換気孔を形成するものでは、回転するカムがバルブリフタガイドに加わる力を主として受け止めるバルブリフタガイドの壁である、バルブリフタの中心を通りカム軸に直交する方向でのバルブリフタガイドの壁に換気孔が形成されるため、バルブリフタガイドの剛性が低下する難点があり、さらにバルブリフタガイドの外壁を、その上部ではバルブリフタの往復動の方向に沿うように、その下部では吸気弁（または排気弁）の中心軸に近づくように、すなわちシリンダ軸線の方向に沿うように形成する必要があって、バルブリフタガイドの外壁の形状、壁の肉厚さらにはシリンダ軸線に対する傾斜角度に制約が生じて、バルブリフタガイドの設計の自由度が小さくなる傾向があった。また、クランク軸に沿う貫通孔を形成するものでは、バルブリフタガイドの内壁（内面）の切削加工のほかに、さらに該貫通孔を形成するための切削加工が必要となる結果、加工工数が増えて、コストも高くなっていた。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜請求項４記載の発明は、型抜きのみで上部構造が成形される鋳造された内燃機関のシリンダヘッドにおいて、オイルの流通路を有するリフタホルダの成形を容易にすると共に、リフタホルダの所要の剛性を確保することを目的とする。そして、請求項２および請求項４記載の発明は、さらに、リフタホルダの剛性を高めることを目的とし、請求項３記載の発明は、さらに、シリンダヘッドを小型化し、ヘッドボルトの挿通孔の形成を容易にすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１記載の発明は、回転駆動されるカム軸に設けられたカムと、機関弁を開閉作動させるべく摺接する前記カムに従動して往復動するバルブリフタと、該バルブリフタを摺動自在に保持する側壁を有すると共に該バルブリフタを収容する収容空間を形成するリフタホルダとを備える動弁機構を収容する動弁室を形成する上部構造を有する鋳造されたシリンダヘッドであって、該上部構造は鋳造時の抜け勾配を有し、該上部構造の一部を構成して前記シリンダヘッドと一体成形された前記リフタホルダは前記抜け勾配を有し、前記バルブリフタが摺接する前記側壁は機械加工が施された内面を有する内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記リフタホルダには、前記収容空間とその外部の前記動弁室との間でオイルを流通させる１対の切欠部が、前記リフタホルダの前記側壁の上端面を分断する形態で前記鋳造により形成され、前記切欠部の輪郭を規定する前記側壁の側端面は前記抜け勾配を有し、前記切欠部は、前記バルブリフタの中心を通りかつ前記カム軸の回転軸線に直交する仮想平面と交差する位置を避けて設けられることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドである。
【０００６】
これにより、動弁室を形成するシリンダヘッドの上部構造は、型抜きのみで成形されるように、抜け勾配を有するため、シリンダヘッドの鋳造の際に、該上部構造を成形するための中子が不要になる。回転するカムがバルブリフタに加える力は、カムの回転方向で、かつ仮想平面とほぼ平行な向きであり、その結果、その力を受けるバルブリフタが側壁に加える力は、仮想平面と交差する位置にあって切欠部が形成されない側壁により受け止められる。
【０００７】
それゆえ、この請求項１記載の発明によれば次の効果が奏される。すなわち、シリンダヘッドと一体成形されるリフタホルダが抜け勾配を有することにより、さらにオイルを流通させる切欠部が、側壁の上端面を分断する形態で、切欠部の輪郭を規定する側壁の側端面が抜け勾配を有するようにリフタホルダに形成されることにより、切欠部がシリンダヘッドを鋳造する際の型抜きのみで形成されるので、リフタホルダの収容空間とその外部の動弁室との間でのオイルの流通路を形成するための加工工数が削減されて、該流通路を有するリフタホルダを、容易に、しかも低コストで形成することができ、そのうえ側壁の肉厚やシリンダ軸線に対する側壁の傾斜角度などに制約を生じさせることもないことから、リフタホルダの設計の自由度が大きくなる。また、切欠部が、仮想平面と交差する位置を避けて設けられることにより、仮想平面と交差する位置には切欠部がない側壁が設けられるので、バルブリフタから受ける力が大きい箇所である仮想平面と交差する位置での側壁の剛性を確保したうえで、切欠部が形成されることによりリフタホルダを軽量化することができる。そして、リフタホルダの軽量化により、シリンダヘッドが軽量化される。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記側壁の前記抜け勾配を有する外面には、前記仮想平面に沿うと共に前記抜け勾配を有するリブが形成されているものである。
【０００９】
これにより、回転するカムがバルブリフタに加える力により、バルブリフタから最も大きな力を受ける側壁が、リブにより補強される。それゆえ、この請求項２記載の発明によれば請求項１記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、外面には、仮想平面に沿うと共に抜け勾配を有するリブが形成されていることにより、回転するカムがバルブリフタに加える力により、バルブリフタから大きな力を受ける側壁の剛性を高めることができるうえ、リブ自体およびリブが形成されるリフタホルダの外面が、いずれも抜け勾配を有することにより、型抜きのみでリブを容易に形成することができると共に、必要に応じて多様な形状のリブを容易に形成することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記シリンダヘッドには、該シリンダヘッドをシリンダに締結するヘッドボルトが挿通される挿通孔が形成され、該挿通孔は、前記ヘッドボルトの締結方向から見て、前記切欠部と重なるものである。
【００１１】
これにより、切欠部が形成されるスペースを利用してヘッドボルトの挿通孔が形成される。それゆえ、この請求項３記載の発明によれば引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、ヘッドボルトの挿通孔が、ヘッドボルトの締結方向から見て切欠部と重なるように形成されることにより、切欠部が形成されるスペースを利用して挿通孔が形成されるので、リフタホルダと挿通孔とを近接させて設けることができて、シリンダヘッドを小型化することができるうえ、リフタホルダと挿通孔が重なるにも拘わらず、切欠部に挿通孔が形成されるので、挿通孔の加工が容易であり、またヘッドボルトの締付け工具の移動も切欠部を利用することで容易になる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記上部構造の一部を構成して前記抜け勾配を有すると共に前記カム軸を回転自在に支持するカムホルダが、前記側壁を兼ねて前記シリンダヘッドと一体成形され、前記切欠部は、前記リフタホルダにおいて前記仮想平面に対して前記カムホルダとは反対側に位置するものである。
【００１３】
これにより、カムホルダにより補強されたリフタホルダにおいて、切欠部の形成位置およびオイルの流通機能がカムホルダにより制約を受けることが少なくなる。それゆえ、この請求項４記載の発明によれば引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、カムホルダがリフタホルダの側壁を兼ねることにより、リフタホルダがカムホルダにより補強されて、その剛性が高められると共に、切欠部が仮想平面に対してカムホルダとは反対側に位置することにより、切欠部の形成位置およびオイルの流通機能がカムホルダにより制約を受けることが少なくなり、オイル流通の観点およびリフタホルダの軽量化の観点から、好適な切欠部を形成することができる。そのうえ、カムホルダも上部構造の一部を構成して抜け勾配を有することにより、シリンダヘッドを鋳造する際の型抜きのみで、一体化されたリフタホルダおよびカムホルダを容易に、しかも低コストで形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１〜図８を参照して説明する。
図１〜図４は、本発明の第１実施例を示すものである。図１を参照すると、内燃機関Ｅは、車両に搭載される直列４気筒の水冷式内燃機関であり、４つのシリンダ２（図１にはそのうちの１つのシリンダ２が示されている。）を有するシリンダブロック１の上端面に、シリンダヘッド３が結合され、シリンダヘッド３の上端面にはヘッドカバー４が結合される。シリンダブロック１の各シリンダ２のシリンダ孔2aにはピストン（図示されず）が往復動自在に嵌合され、それらピストンは、コンロッド（図示されず）を介して、シリンダブロック１に回転自在に支持されたクランク軸（図示されず）を回転駆動する。
【００１５】
シリンダヘッド３の上壁であるアッパデッキ3aよりも下方には、各シリンダ孔2aに対向して位置する凹部により形成される燃焼室５と、燃焼室５に１対の吸気弁口6aで連通し、シリンダヘッド３の一方の側壁3bの側面で吸気マニホルドに連通する吸気ポート６と、燃焼室５に１対の排気弁口（図示されず）で連通し、シリンダヘッド３の他方の側壁3cの側面で排気マニホルドに連通する排気ポート７とが形成され、さらに燃焼室５のほぼ中央部に臨む点火栓８が螺合される。
【００１６】
シリンダヘッド３は、アルミニウム合金等の軽金属を成形材料として鋳造により成形され、そのうちアッパデッキ3aの上部に成形される上部構造は、中子を使用することなく、シリンダ軸線L1の方向A1で上方への型抜きのみにより成形されるように、前記上部構造を構成する構成部分において、該構成部分の表面が型抜き方向A0と略平行になるなど、型抜きのみで該構成部分を成形するうえで、必要な表面には抜け勾配が付けられる。前記構成部分は、後述するように下部挿入筒17a、ホルダ取付部25，26、リフタホルダ30などである。
【００１７】
各燃焼室５の１対の吸気弁口6aは、機関弁としての１対の吸気弁９によりそれぞれ開閉される。各吸気弁９の弁ステム9aは、アッパデッキ3aと一体成形される後述する底壁32に切削加工により形成された貫通孔11に圧入により固定される円筒状の弁ガイド12に、吸気弁口6aの軸線L2ＩＮと同軸となるように摺動自在に嵌合され、吸気弁９を閉弁方向に付勢する弁バネ13が、該弁ステム9aの先端部に設けられて後述するバルブリフタ22内に収容される上部リテーナ14と、底壁32の平面状の壁面32aに、後述する収容空間31内で載置される下部リテーナ15との間に設けられる。また、各燃焼室５の前記１対の排気弁口は、機関弁としての１対の排気弁10によりそれぞれ開閉される。そして、排気弁10の弁ステム10aが排気弁口の軸線L2ＥＸと同軸となるように弁ガイド12に摺動自在に嵌合されること、および排気弁10を閉弁方向に付勢する弁バネ13が上部リテーナ14と下部リテーナ15との間に設けられることは、吸気弁９と同様である。また、吸気弁９と排気弁10とは、所定の挟み角を形成するように、後述する回転軸線方向A3から見て、シリンダ軸線L1に対して所定の角度でそれぞれ傾斜している。
【００１８】
シリンダヘッド３の前記上部構造およびヘッドカバー４により形成される動弁室16には、各吸気弁９を開閉駆動する吸気側動弁機構ＶＩＮと、各排気弁10を開閉駆動する排気側動弁機構ＶＥＸとが収容される。
【００１９】
図２を併せて参照すると、動弁室16内にあって、シリンダヘッド３には、各燃焼室５のほぼ中央部に対応する部分で吸気側動弁機構ＶＩＮおよび排気側動弁機構ＶＥＸの間に、円筒状の下部挿入筒17aがシリンダ軸線L1に沿ってアッパデッキ3aの下方から上方に延びて成形され、アッパデッキ3aよりも上方の下部挿入筒17aの外面および内面は抜け勾配を有する。一方、ヘッドカバー４には、シリンダヘッド３にヘッドカバー４が結合されたとき、下部挿入筒17aの上端面に整合する位置に、円筒状の上部挿入筒17bが形成され、下部および上部挿入筒17a，17bにより構成される挿入筒17に点火栓８が挿入される。
【００２０】
吸気側動弁機構ＶＩＮは、前記クランク軸の回転軸線と平行な回転軸線L3ＩＮを有するようにシリンダヘッド３に回転自在に支持された吸気カム軸20ＩＮと、各吸気弁９に対応して吸気カム軸20ＩＮに設けられた吸気カム21ＩＮと、吸気カム21ＩＮと吸気弁９との間に設けられて、頂壁22aＩＮで一端が閉塞される閉塞端を有する円筒状のバルブリフタ22ＩＮと、シリンダヘッド３に一体成形されてバルブリフタ22ＩＮを摺動自在に保持すると共にバルブリフタ22ＩＮを収容する収容空間31ＩＮを形成するリフタホルダ30ＩＮとを備える。排気側動弁機構ＶＥＸは、回転軸線L3ＩＮに平行な回転軸線L3ＥＸを有する排気カム軸20ＥＸに設けられた排気カム21ＥＸなど基本的に吸気側動弁機構ＶＩＮと同様の構造を有しているので、以下の説明では、必要に応じて排気側動弁機構ＶＥＸの構造を援用しつつ、主に吸気側動弁機構ＶＩＮについて説明する。なお、両動弁機構ＶＩＮ，ＶＥＸの構成部材および関連部材に対して、区別を要しない場合は同一符号を使用し、区別を要する場合は、吸気側の部材については添字「ＩＮ」を付し、排気側の部材については添字「ＥＸ」を付した。
【００２１】
伝動機構（図示されず）を介して伝達される前記クランク軸の動力により、図１で矢印の回転方向に、該クランク軸の１／２の回転数で回転駆動されるカム軸20は、それぞれ、回転軸線方向A3でのシリンダヘッド３の両端部にそれぞれ配置された１対の端部カムホルダ23と、回転軸線方向A3で隣接するシリンダ孔2aの間に配置される３つの中間カムホルダ24とにより、シリンダヘッド３に回転自在に支持される。各カムホルダ23，24は、下部および上部ホルダとからなり、各カム軸20が上部ホルダおよび下部ホルダで形成される軸受部に挟持された状態でボルトによりシリンダヘッド３に締結される。具体的には、各端部カムホルダ23では、シリンダヘッド３に一体成形された両カム軸20側の２つのホルダ取付部25のボス25a（図２には１つのみ示されている）のネジ孔25bに、下部ホルダ（図示されず）と上部ホルダ23bとに挿通されるボルトB1が螺合し、中央のホルダ取付部（図示されず）のボス（図示されず）のネジ孔に、上部ホルダ23bに挿通されるボルトB2が螺合する。また、各中間カムホルダ24では、シリンダヘッド３に一体成形された各ホルダ取付部26の１対のボス26aのネジ孔26bに、下部ホルダ24aと上部ホルダ24b（図１参照）とに挿通されるボルトB3が螺合する。そして、これらホルダ取付部25，26は、前記上部構造の一部を構成するもので、所要の表面に抜き勾配が付けられている。
【００２２】
ホルダ取付部25のボス25aに隣接して成形された凹部25c、および各ホルダ取付部26の１対のボス26aの間に形成された凹部26cに形成された挿通孔27は、ヘッドボルト28の頭部を収容可能な大径部27aとヘッドボルト28の軸部が挿通される小径部（図示されず）とを有し、該挿通孔27に挿通されるヘッドボルト28がシリンダブロック１のネジ孔に螺合することで、シリンダヘッド３がシリンダブロック１に締結される。
【００２３】
バルブリフタ22ＩＮの頂壁22aＩＮの外面には吸気カム軸20ＩＮと一体に回転する吸気カム21ＩＮが摺接し、バルブリフタ22ＩＮの頂壁22aＩＮの内側では、吸気弁９がバルブリフタ22ＩＮと一体に往復動するように、弁ステム9aの先端部が、頂壁22aＩＮに嵌め込まれたシムに当接する。そして、吸気カム21ＩＮのカムプロフィルに対応して、バルブリフタ22ＩＮがリフタホルダ30ＩＮの収容空間31ＩＮ内で軸線L2ＩＮの方向A2ＩＮに往復動し（図１参照）、吸気弁９が、開閉方向としての該軸線方向A2ＩＮに往復動して吸気弁口6aが開閉される。この構造は、排気カム21ＥＸが摺接するバルブリフタ22ＥＸを介して、軸線L2ＥＸの方向A2ＥＸに往復動させられる排気弁10についても同様である。
【００２４】
各リフタホルダ30は、アッパデッキ3aの上部にシリンダヘッド３と共に鋳造により一体成形される。そして、これらリフタホルダ30は、前記上部構造の一部を構成し、シリンダ軸線方向A1で上方への型抜きのみにより成形されるように、後述する所要の表面が抜け勾配を有する。
【００２５】
ここで、図１，図２に加えて、鋳造されたリフタホルダ30の素材30´の部分概略斜視図である図３および該素材30´に機械加工としての切削加工を施した後の部分概略斜視図である図４を併せて参照して、リフタホルダ30について説明する。吸気弁９および排気弁10がシリンダ軸線L1に対して傾斜していることに対応して、燃焼室５からカム軸20に向かってシリンダ軸線L1から離れるように傾斜している各リフタホルダ30は、底壁32と、底壁32に連なると共に軸線方向A2に沿ってカム軸20に向かって延びる１対の側壁33，34とを有し、これら壁33，34によりバルブリフタ22を収容する収容空間31が形成される。各側壁33，34の表面は、型抜き方向A0への型抜きのみにより成形されるように、抜け勾配を有する。すなわち、図３に示されるように、素材30´においては、各側壁33´，34´の外面33´a，34´aおよび内面33´b，34´bは抜け勾配を有する。そのため、各側壁33´，34´は、その上端面33´c，34´cから底壁32（またはアッパデッキ3a）に近づくほど厚肉となっている。
【００２６】
そのうち、側壁33´の内面33´b側には切削加工が施こされて、図４に示されるように、バルブリフタ22が摺接する内面33bが、軸線L2を中心線とする円柱面に成形され、さらに底壁32には、切削加工により弁ガイド12が圧入される貫通孔11が形成される。図３を参照すると、傾斜するリフタホルダ30´の上部に位置する側壁33´の外面33´aには側壁33´を補強するリブ35´が成形され、リブ35´の表面は抜き勾配を有し、仕上げ加工が施されることなく、そのまま仕上がり状態の側壁33の外面33aおよびリブ35になる。
【００２７】
一方、側壁34´の外面34´aおよび内面34´bは、仕上げ加工が施されることなく、そのまま仕上がり状態の側壁34の外面34aおよび内面34bになる。なお、側壁34´の内面34´bは、バルブリフタ22が円滑に摺動できるようにするため、必要に応じて、側壁33´の内面33´bと共に研磨加工が施されてもよい。さらに、傾斜するリフタホルダ30の下部に位置する側壁34は、底壁32に近づくほど厚肉（肉厚が大）となるため、その内面34b側には、バルブリフタ22からの力を受け止めるのに必要な側壁34の剛性を確保したうえで、軽量化のために、バルブリフタ22が摺接する内面34bの上部34b1および周方向部分34b2（図２も参照）を残して、底壁32の壁面32aに達する肉抜き部36が型抜きにより成形される。なお、周方向とは、軸線L2を中心線としたとき、軸線方向A2から見たときの周方向を意味し、以下、単に「周方向」という。
【００２８】
図１〜図４を参照すると、両側壁33，34の間には、側壁33，34をその上端面33c，34cから底壁32の壁面32aに至る範囲で分断する形態で、１対の切欠部37，38が、前記上部構造を成形するための鋳造の型抜きにより形成される。それゆえ、図３に示されるように、素材30´において、各切欠部37，38の輪郭を規定する両側壁33´，34´の周方向での側端面33´d，34´dは、図３に示されるように抜け勾配を有しおり、この抜け勾配が、そのまま仕上がり状態の側壁33，34の側端面33d，34dになる。そして、各切欠部37，38は、上端面33c，34cおよび壁面32aにおいて、それぞれ周方向での所定の間隔を形成して側壁33，34を分断しており、さらに図１，図２，図４に示されるように、底壁32の壁面32aは、各切欠部37，38を介してアッパデッキ3aの上面に、段差を有することなく傾斜面32bおよび同一の高さで滑らかに連続している。
【００２９】
そして、１対の切欠部37，38は、図２にも示されるように、回転軸線方向A3に開放すると共に回転軸線方向A3で対向する位置にあり、収容空間31とその外部となる動弁室16との間でオイルの流通を可能とするオイルの流通路を構成する。そして、これら切欠部37，38を通じて、収容空間31のオイルが動弁室16に排出されるほかに、収容空間31の換気も行われる。さらに、切欠部37，38は、両動弁機構ＶＩＮ，ＶＥＸ、吸気弁９および排気弁10の摺動部を潤滑するために動弁室16に供給されたオイルが、該摺動部を潤滑した後、内燃機関Ｅのオイルパンに戻るように、該オイルパンに連通する戻り通路の動弁室16内での開口部にオイルを導くための流路の一部ともなる。なお、前記戻り通路の動弁室16内での開口部にオイルを導く流路の別の一部は、ホルダ取付部25，26の凹部25c，26cを利用して形成される。
【００３０】
さらに、図２に示されるように、各ホルダ取付部25，26に凹部25c，26cに形成された挿通孔27の大径部27aは、切欠部37，38の形成範囲の底壁32を切り欠いて形成されており、ヘッドボルト28の締結方向から見て、該挿通孔27の大径部27aが切欠部37，38と重なるように形成される。
【００３１】
図１，図２を参照すると、切欠部37，38により分断された１対の側壁33，34は、バルブリフタ22の中心（頂壁22aの外面と軸線L2との交点）を通りかつカム軸20の回転軸線L3に直交する仮想平面Ｐと交差する位置に、バルブリフタ22を挟んで、かつ側壁33，34の上端面33c，34cから底壁32まで連続するように形成されている。したがって、切欠部37，38は、リフタホルダ30において仮想平面Ｐと交差する位置を避けた位置に設けられる。なお、仮想平面Ｐは、リフタホルダ30の中心線でもある軸線L2を含みかつ回転軸線L3に直交する平面でもある。そして、両側壁33，34は、周方向において、それぞれ設定された周方向長さを有する。この周方向長さは、摺接するカム21により力を受けるバルブリフタ22からの力を受け止めるための剛性を確保する観点、また切欠部37，38や肉抜き部36の形成によるバルブリフタ22の軽量化の観点、切削加工の容易性の観点などから適宜設定される。
【００３２】
そこで、この実施例では、シリンダ軸線L1に近い側壁33は、カム21の回転軸線方向A3での幅とほぼ等しい幅となる周方向長さを有し、シリンダ軸線L1から遠い側壁34よりも短い周方向長さを有する。そして、底壁32に近づくほど厚肉となる側壁34とは異なり、切削加工が施されて、上端面33cから底壁32に向かって、すなわち軸線方向A2にほぼ均一の肉厚を有する側壁33には、その剛性を高めるために、その外面33aには、仮想平面Ｐに沿うと共に抜け勾配を有するリブ35が、外面33aから突出して、外面33aの回転軸線方向A3での中央部で上端面33cから底壁32まで、仮想平面Ｐと交差して延びて形成されている。
【００３３】
さらに、図２に示されるように、各シリンダ２の１対のリフタホルダ30の側壁33，34間には、シリンダ軸線方向A1から見て、シリンダ軸線L1または下部挿入筒17aに近づくほど、下部挿入筒17aの一部を受け入れることができる程度に末広がりとなる凹所39が形成される。
【００３４】
ところで、回転するカム21がバルブリフタ22に加える力は、それらカム21の回転方向で、かつ仮想平面Ｐとほぼ平行な向きであり、その結果、その力を受けるバルブリフタ22が側壁33，34に加える力は、仮想平面Ｐと交差する位置にある両側壁33，34により効果的に受け止められる。そして、この実施例では、これらカム21がバルブリフタ22に加える力に起因して、バルブリフタ22が側壁33，34に加える力の大部分は、排気側動弁機構ＶＥＸのリフタホルダ30ＥＸでは側壁33により受け止められ、吸気側動弁機構ＶＩＮのリフタホルダ30ＩＮでは側壁34により受け止められる。
【００３５】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
【００３６】
動弁室16を形成するシリンダヘッド３の前記上部構造は、型抜きのみで成形されるように、抜け勾配を有するため、シリンダヘッド３を鋳造する際に、該上部構造を成形するための中子が不要になるのでコストが削減される。また、回転するカム21がバルブリフタ22に加える力は、各カム21の回転方向で、かつ仮想平面Ｐとほぼ平行な向きであり、その結果、その力を受けるバルブリフタ22が側壁33，34に加える力は、仮想平面Ｐと交差する位置に対向して位置すると共に、上端面33c，34cから底壁32まで連続する側壁33，34により受け止められる。
【００３７】
このように、シリンダヘッド３と一体成形されるリフタホルダ30が抜け勾配を有することにより、さらにオイルの流通路を構成する切欠部37，38が、側壁33，34の上端面33c，34cを分断する形態で、切欠部37，38の輪郭を規定する側壁33，34の側端面33d，34dが抜け勾配を有するようにリフタホルダ30に形成されることにより、切欠部37，38がシリンダヘッド３を鋳造する際の型抜きのみで形成されるので、リフタホルダ30の収容空間31とその外部の動弁室16との間でのオイルの流通路を形成するための加工工数が削減されて、該流通路を有するリフタホルダ30を、容易に、しかも低コストで形成することができ、そのうえ側壁33，34の肉厚やシリンダ軸線L1に対する側壁33，34の傾斜角度などに制約を生じさせることもないことから、リフタホルダ30の設計の自由度が大きくなる。また、切欠部37，38が、仮想平面Ｐと交差する位置を避けて設けられることにより、仮想平面Ｐと交差する位置には切欠部37，38がない側壁33，34が設けられるので、バルブリフタ22から受ける力が最も大きい箇所である仮想平面Ｐと交差する位置での側壁33，34の剛性を確保したうえで、切欠部37，38が形成されることによりリフタホルダ30を軽量化することができる。そして、リフタホルダ30の軽量化により、シリンダヘッド３が軽量化される。
【００３８】
各切欠部37，38が、側壁33，34をその上端面33c，34cから底壁32の壁面32aに至る範囲で分断する形態で、形成され、しかも上端面33c，34cおよび壁面32aにおいて、それぞれ周方向での所定の間隔を形成して側壁33，34を分断していることにより、切欠部37，38を通じてのオイルの流通がスムーズに行われる。しかも、底壁32の壁面32aが、各切欠部37，38を介してアッパデッキ3aの上面に、段差を有することなく傾斜面32bおよび同一の高さで滑らかに連続していることにより、切欠部37，38を通じて収容空間31を経由するオイルの流出入がスムーズになるので、動弁室16での両動弁機構ＶＩＮ，ＶＥＸ、吸気弁９および排気弁10の摺動部を潤滑した後のオイルを、前記オイルパンに戻す戻り通路の動弁室16内での開口部にオイルを導くための流路としても利用できて、動弁室16でのオイルの流動性が向上する。
【００３９】
リフタホルダ30の側壁33の外面33aには、仮想平面Ｐに沿うと共に抜け勾配を有するリブ35が形成されていることにより、カム21がバルブリフタ22に加える力により、バルブリフタ22から大きな力を受ける側壁33がリブ35により補強されるので、側壁33の剛性を高めることができるうえ、リブ35自体およびリブ35が形成されるリフタホルダ30の外面33aが、いずれも抜け勾配を有することにより、型抜きのみでリブ35を容易に形成することができると共に、必要に応じて多様な形状のリブ35を容易に形成することができる。しかも、リブ35は、側壁33においてバルブリフタ22から受ける力が最も大きい箇所である仮想平面Ｐと交差する位置に設けられることにより、効果的な補強ができる。
【００４０】
側壁33の外面33aは、傾斜するリフタホルダ30の上部に位置して型抜き方向A0に面しているため、リブ35の形成に当たりその形状および形成位置の自由度が大きく、側壁33に加わる力の大きさおよび位置に対応して、その剛性上最も効果的な形状および位置にリブ35を形成できて、側壁33の剛性を確保するうえで有利である。
【００４１】
ヘッドボルト28の挿通孔27が、ヘッドボルト28の締結方向から見て切欠部37，38と重なるように形成されることにより、切欠部37，38が形成されるスペースを利用して挿通孔27が形成されるので、リフタホルダ30と挿通孔27とを近接させて設けることができて、シリンダヘッド３を小型化することができるうえ、リフタホルダ30と挿通孔27が重なるにも拘わらず、切欠部37，38に挿通孔27が形成されることにより、挿通孔27を形成するために側壁33，34を加工する必要がないので、挿通孔27の加工が容易であり、またヘッドボルト28の締付け工具の移動も切欠部37，38を利用することで容易になる。
【００４２】
傾斜するリフタホルダ30の下部に位置する側壁34は、抜け勾配が付けられることにより、底壁32に近づくほど厚肉となるため、バルブリフタ22から加わる力を受け止めるために必要な側壁34の剛性を確保するのが容易である。
【００４３】
側壁34の周方向長さが、側壁33のそれよりも長くされることで、側壁34とバルブリフタ22との接触面積を大きくして、バルブリフタ22の往復動の安定性を高めることができると同時に、側壁34の内面34bが型抜き方向A0を向いているため、型抜きのみにより形成される肉抜き部36を利用して、リフタホルダ30の軽量化および前記接触面積の設定が容易にできる。一方、切削加工を要する側壁33の周方向長さを短くすることにより、加工量が減少して切削加工が容易になり、リフタホルダ30の形成が容易になる。
【００４４】
末広がりの凹所39により、シリンダ軸線方向A1から見て、回転軸線L3ＩＮと直交する方向への配置スペースが広くなるので、凹所39を利用して、挿入筒17をシリンダ軸線L1に対して傾斜配置すること、および挿入筒17をリフタホルダ30に近接させて配置することが容易にできて、点火栓８の配置の自由度が大きくなる。
【００４５】
次に、図５，図６を参照して、本発明の第２実施例を説明する。この第２実施例は、第１実施例とはリフタホルダおよびカムホルダが主に相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、第１実施例の部材と同一の部材または対応する部材については、同一の符号を使用した。
【００４６】
第２実施例では、吸気カム軸20ＩＮおよび排気カム軸20ＥＸは、回転軸線方向A3でのシリンダヘッド３の両端部にそれぞれ配置された１対の端部カムホルダ50と、各カム軸20において、シリンダ軸線方向A1から見て（図６参照）、シリンダ軸線L1を通り回転軸線L3に直交する平面を対称面とする４つの中間カムホルダ51とにより回転自在に支持される。各カムホルダ50，51は、下部ホルダおよび上部ホルダとからなり、下部ホルダはシリンダヘッド３と一体成形される。そして、各カム軸20が上部ホルダおよび下部ホルダで形成される軸受部に挟持された状態でボルトによりシリンダヘッド３に締結される。具体的には、各端部カムホルダ50では、下部ホルダ50aのボス50a1（図６には１つのみ示されている）のネジ孔50a2に上部ホルダ50bに挿通されるボルトB1が螺合し、中央のホルダ取付部（図示されず）のボス（図示されず）のネジ孔に上部ホルダ50bに挿通されるボルトB2が螺合する。また、シリンダ２毎に１対のリフタホルダ60の回転軸線方向A3での間に位置する各中間カムホルダ51では、下部ホルダ51aの１対のボス51a1のネジ孔51a2に上部ホルダ51bに挿通されるボルトB3が螺合する。そして、これら下部ホルダ50a，51aは、第１実施例と同様にシリンダヘッド３の前記上部構造の一部を構成するもので、所要の表面に抜き勾配が付けられている。
【００４７】
シリンダヘッド３をシリンダブロック１に締結するためのヘッドボルト28は、吸気側および排気側動弁機構側ＶＩＮ，ＶＥＸにおいて、それぞれ、回転軸線方向A3での端部に位置するシリンダ孔2aの外側、および隣接するシリンダ孔2aの間であって、隣接するシリンダ孔2aのリフタホルダ60ＩＮ；60ＥＸの間に位置する挿通孔52に挿通されて、シリンダブロック１のネジ孔に螺合する。挿通孔52は、ヘッドボルト28の頭部を収容可能な大径部52aとヘッドボルト28の軸部が挿通される小径部（図示されず）とを有し、大径部52aは、各リフタホルダ60において第１実施例と同様に型抜きにより形成された１つの切欠部62の形成範囲の底壁32を切り欠いて形成されており、ヘッドボルト28の締結方向から見て、該挿通孔52の大径部52aが切欠部62と重なるように形成される。
【００４８】
各シリンダ２において、下部ホルダ51aは、リフタホルダ60の側壁61の一部を兼ねており、バルブリフタ22が摺動する内面31bが下部ホルダ51aの回転軸線方向A3での両面に形成される。したがって、第２実施例では、シリンダヘッド３の鋳造後の素材においては、側壁61のシリンダ軸線L1寄りの部分および下部ホルダ51aのシリンダ軸線L1寄りの部分は、抜け勾配が付けられることから、底壁32に近づくほど厚肉になるため、第１実施例における側壁33の内面33bと同様に、切削加工が施されて、リフタホルダ60が摺接する仕上げ状態の内面61bに形成される。
【００４９】
第１実施例の切欠部37または切欠部38と同様に形成され、回転軸線方向A3に開放する切欠部62は、仮想平面Ｐと交差する位置を避けた位置に設けられて、各リフタホルダ60において下部ホルダ51aとは仮想平面Ｐに対して反対側に位置し、第１実施例と同様に、オイルの流通路を構成する。そして、この第２実施例では、内燃機関Ｅは、シリンダ軸線L1が鉛直線に対して傾斜して、吸気ポート６が開口するシリンダヘッド３の側壁3bの側面が斜め上方を向くように、車両に対して傾斜した状態で搭載され、しかも動弁室16において、各下部ホルダ51aが、図５に示されるように、シリンダヘッド３の両側壁3b，3cに連結されるため、両動弁機構ＶＩＮ，ＶＥＸ、吸気弁９および排気弁10の摺動部を潤滑した後のオイルを、内燃機関Ｅのオイルパンに戻すための戻り通路の動弁室16内での開口部にオイルを導くため十分な流路を確保するために、貫通孔からなる連通路53が、下部ホルダ51aにおいて動弁室16の最下部の近傍に位置する部分に、切削加工により形成される。
【００５０】
さらに、切欠部62により分断された側壁61は、切欠部62の輪郭を規定する側端面61dが抜け勾配を有するよう型抜きにより成形され、しかも第１実施例と同様の仮想平面Ｐと交差する位置に、バルブリフタ22を挟んで、かつ側壁61の上端面61cから底壁32まで連続するように成形される。そして、側壁61のシリンダ軸線L1寄りの部分の外面61aには、第１実施例と同様に、仮想平面Ｐに沿うと共に抜け勾配を有する補強用のリブ63が、外面61aから突出して、上端面61cから底壁32まで、仮想平面Ｐと交差して延びて形成される。さらに、第２実施例においても、第１実施例と同様に、末広がりの凹所39が形成される。
【００５１】
この第２実施例によれば、動弁室16内での摺動部を潤滑した後の戻りオイルの流路が切欠部61により形成されない点を除いて、第１実施例と同様の作用および効果が奏されるほか、次の作用および効果が奏される。すなわち、カムホルダ51を構成する下部ホルダ51aがリフタホルダ60の側壁61を兼ねることにより、リフタホルダ60が下部ホルダ51aにより補強されて、その剛性が高められると共に、切欠部62が仮想平面Ｐに対して下部ホルダ51aとは反対側に位置することにより、切欠部62の形成位置およびオイルの流通機能が下部ホルダ51aにより制約を受けることが少なくなり、オイル流通の観点およびリフタホルダ60の軽量化の観点から、好適な切欠部62を形成することができる。そのうえ、下部ホルダ51aも前記上部構造の一部を構成して抜け勾配を有することにより、シリンダヘッド３を鋳造する際の型抜きのみで、一体化されるリフタホルダ30および下部ホルダ51aを容易に、しかも低コストで形成することができる。
【００５２】
次に、図７に示される本発明の第３実施例は、第１実施例とは、リブの形状と点火栓８の挿入筒17の位置と、シリンダ軸線方向A1から見たとき、回転軸線L3と直交する方向（以下、「直交方向」という。）でのシリンダヘッド３の幅が小さくされている点とが主として相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、第１実施例の部材と同一の部材または対応する部材については、同一の符号を使用した。
【００５３】
側壁33のリブ70は、外面33aからの最大突出量で突出すると共に仮想平面Ｐに沿って延びる最大突出部70aが、仮想平面Ｐよりも側壁33のカムホルダ24（または、ホルダ取付部26）寄りの端部に位置するように、仮想平面Ｐに対して反対側の端部から突出量が徐々に大きくなるように成形され、両リブ70により形成される凹所39の回転軸線方向A3での幅が広げられている。これにより、この凹所39を利用して、第１実施例での点火栓８の下部挿入筒17aの位置（図中、二点鎖線で示される。）よりも、下部挿入筒17aを含む挿入筒17が排気側動弁機構ＶＥＸのリフタホルダ30に近接して配置され、その分、シリンダヘッド３の前記直交方向での幅が小さくされる。
【００５４】
さらに、第３実施例においても、第１，第２実施例と同様に、ホルダ取付部26に凹部26cに形成された挿通孔27の大径部27aは、切欠部37，38の形成範囲の底壁32を切り欠いて形成されており、ヘッドボルト28の締結方向から見て、該挿通孔27の大径部27aが切欠部37，38と重なるように形成される。
【００５５】
そして、この第３実施例によれば、第１実施例と同様の作用および効果が奏されるほか、次の作用および効果が奏される。すなわち、１対のリフタホルダ30の側壁33のリブ70は、最大突出部70aがカムホルダ24寄りの端部に位置するように成形されることにより、両リブ70により形成される凹所39の回転軸線方向A3での幅が広げられるので、前記直交方向への挿入筒17の配置スペースが広くなり、挿入筒17をリフタホルダ30に一層近接させて配置することで、前記直交方向でのシリンダヘッド３の幅を小さくすることができて、シリンダヘッド３が小型化される。
【００５６】
図８に示される本発明の第４実施例は、第１実施例とは、リブの形状が主として相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、第１実施例の部材と同一の部材または対応する部材については、同一の符号を使用した。
【００５７】
第４実施例では、シリンダ２毎に、吸気側および排気側動弁機構ＶＩＮ，ＶＥＸの各リフタホルダ30の側壁33のリブ71が、下部挿入筒17aと連結される。そして、この第４実施例によれば、第１実施例と同様の作用および効果が奏されるほか、次の作用および効果が奏される。すなわち、各シリンダ２の全てのリフタホルダ30の側壁33のリブ71が、下部挿入筒17aと連結されることにより、それら側壁33の剛性が高められる。
【００５８】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
第３実施例では、リブ70の最大突出部70aがカムホルダ側に寄せられていたが、リブ70は、第１実施例の補強リブ35と同一形状のリブであってもよく、この場合にも両リブにより形成される凹所39を利用して、第３実施例に比べて移動量は小さくなるものの、凹所39に下部挿入筒17aを配置することができる。
【００５９】
前記各実施例では、切欠部37，38，62は底壁32の壁面32aまで達するものであったが、オイルが収容空間31とその外部の動弁室16内で流通可能であれば、切欠部37，38，62は壁面32aまで達していなくてもよい。また、側壁33，34，61には、仮想平面Ｐと交差する位置に、側壁33，34，61の剛性を殆ど低下させないものであれば、僅かな切欠きや小孔が形成されていてもよい。
【００６０】
吸気カム軸20ＩＮおよび排気カム軸20ＥＸの回転方向は、前記各実施例では同じ方向であったが、互いに逆方向であってもよく、その場合には、カム21の回転による最大の力が、吸気側および排気側動弁機構ＶＩＮ，ＶＥＸにおいてリブ35，63，70，71が形成された側壁33または側壁61の部分に加わるか、または吸気側および排気側動弁機構ＶＩＮ，ＶＥＸにおいて肉抜き部36が形成された側壁34または側壁61の部分に加わることになる。
【００６１】
さらに、燃焼室５毎に、吸気ポート６は１つであってもよく、また排気ポート７は１つであってもよい。内燃機関Ｅは、前記各実施例では４気筒内燃機関であったが、４気筒以外の多気筒内燃機関または単気筒内燃機関であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示し、本発明に係るシリンダヘッドを有する内燃機関の要部断面図であって、図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】図１の内燃機関のヘッドカバーを外したときのシリンダヘッドの平面図である。
【図３】図１のシリンダヘッド鋳造後のリフタホルダの素材の部分概略斜視図である。
【図４】図３の素材に切削加工を施した後のリフタホルダの部分概略斜視図である。
【図５】本発明の第２実施例を示し、図１に対応する内燃機関の要部断面図であって、図６のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図５の内燃機関のヘッドカバーを外したときのシリンダヘッドの平面図である。
【図７】本発明の第３実施例を示し、ヘッドカバーを外したときの要部平面図である。
【図８】本発明の第４実施例を示し、ヘッドカバーを外したときの要部平面図である。
【符号の説明】
１…シリンダブロック、２…シリンダ、３…シリンダヘッド、４…ヘッドカバー、５…燃焼室、６…吸気ポート、７…排気ポート、８…点火栓、９…吸気弁、10…、11…貫通孔、12…弁ガイド、13…弁バネ、14…上部リテーナ、15…下部リテーナ、16…動弁室、17…挿入筒、
20…カム軸、21…カム、22…バルブリフタ、23，24…カムホルダ、25，26…ホルダ取付部、27…挿通孔、28…ヘッドボルト、
30…リフタホルダ、30´…素材、31…収容空間、32…底壁、33，34…側壁、33a，34a…外面、33b，34b…内面、33c，34c…上端面、33d，34d…側端面、35…リブ、36…肉抜き部、37，38…切欠部、39…凹所、
50，51…カムホルダ、52…挿通孔、53…連通路、
60…リフタホルダ、61…側壁、61a…外面、61b…内面、61c…上端面、61d…側端面、62…切欠部、63…リブ、
70，71…リブ、
Ｅ…内燃機関、L1〜L3…軸線、A0…型抜き方向、A1〜A3…方向、ＶＩＮ，ＶＥＸ…動弁機構、B1〜B3…ボルト、Ｐ…仮想平面。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のシリンダヘッドに関し、詳細には、機関弁を開閉作動させるべく摺接するカムに従動して往復動するバルブリフタを保持するリフタホルダを備える動弁機構を収容する動弁室を形成する鋳造されたシリンダヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のシリンダヘッドとして、特開平１１−２７０４０３号公報に開示されたものがある。このＤＯＨＣエンジンのシリンダヘッドでは、カムにより昇降されるバルブリフタの昇降動作をガイドするバルブリフタガイドの一部を含むシリンダヘッド上部の母材形状が、上方に向かって鋳造時の抜け勾配を有する形状とされ、これによりバルブリフタの一部を含むシリンダヘッド上部の母材形状を形成する際に、中子が不要となる。さらに、バルブリフタガイドの内壁を円筒状に切削加工してバルブリフタの昇降のためのチャンバを形成することにより、バルブリフタガイドの下部が削り取られてチャンバとその外部とを連通させる換気孔が形成される。そして、該換気孔を通じてバルブリフタの下降によって圧縮された空気やカムシャフトやバルブリフタを潤滑したオイルが、チャンバからその外部に排出される。また、バルブリフタガイドの内壁を円筒状に切削加工して換気孔を形成する代わりに、複数のバルブリフタガイドの下部に、クランク軸に沿って貫通するように貫通孔が切削加工により形成され、該貫通孔を通じて空気やオイルが排出されることも開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来技術において、バルブリフタガイドの内壁（内面）を形成する切削加工により換気孔を形成するものでは、回転するカムがバルブリフタガイドに加わる力を主として受け止めるバルブリフタガイドの壁である、バルブリフタの中心を通りカム軸に直交する方向でのバルブリフタガイドの壁に換気孔が形成されるため、バルブリフタガイドの剛性が低下する難点があり、さらにバルブリフタガイドの外壁を、その上部ではバルブリフタの往復動の方向に沿うように、その下部では吸気弁（または排気弁）の中心軸に近づくように、すなわちシリンダ軸線の方向に沿うように形成する必要があって、バルブリフタガイドの外壁の形状、壁の肉厚さらにはシリンダ軸線に対する傾斜角度に制約が生じて、バルブリフタガイドの設計の自由度が小さくなる傾向があった。また、クランク軸に沿う貫通孔を形成するものでは、バルブリフタガイドの内壁（内面）の切削加工のほかに、さらに該貫通孔を形成するための切削加工が必要となる結果、加工工数が増えて、コストも高くなっていた。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜請求項４記載の発明は、型抜きのみで上部構造が成形される鋳造された内燃機関のシリンダヘッドにおいて、オイルの流通路を有するリフタホルダの成形を容易にすると共に、リフタホルダの所要の剛性を確保することを目的とする。そして、請求項２および請求項４記載の発明は、さらに、リフタホルダの剛性を高めることを目的とし、請求項３記載の発明は、さらに、シリンダヘッドを小型化し、ヘッドボルトの挿通孔の形成を容易にすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１記載の発明は、回転駆動されるカム軸に設けられたカムと、機関弁を開閉作動させるべく摺接する前記カムに従動して往復動するバルブリフタと、該バルブリフタを摺動自在に保持する側壁を有すると共に該バルブリフタを収容する収容空間を形成するリフタホルダとを備える動弁機構を収容する動弁室を形成する上部構造を有する鋳造されたシリンダヘッドであって、該上部構造は鋳造時の抜け勾配を有し、該上部構造の一部を構成して前記シリンダヘッドと一体成形された前記リフタホルダは前記抜け勾配を有し、前記バルブリフタが摺接する前記側壁は機械加工が施された内面を有する内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記リフタホルダには、前記収容空間とその外部の前記動弁室との間でオイルを流通させる１対の切欠部が、前記リフタホルダの前記側壁の上端面を分断する形態で前記鋳造により形成され、前記切欠部の輪郭を規定する前記側壁の側端面は前記抜け勾配を有し、前記切欠部は、前記バルブリフタの中心を通りかつ前記カム軸の回転軸線に直交する仮想平面と交差する位置を避けて設けられることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドである。
【０００６】
これにより、動弁室を形成するシリンダヘッドの上部構造は、型抜きのみで成形されるように、抜け勾配を有するため、シリンダヘッドの鋳造の際に、該上部構造を成形するための中子が不要になる。回転するカムがバルブリフタに加える力は、カムの回転方向で、かつ仮想平面とほぼ平行な向きであり、その結果、その力を受けるバルブリフタが側壁に加える力は、仮想平面と交差する位置にあって切欠部が形成されない側壁により受け止められる。
【０００７】
それゆえ、この請求項１記載の発明によれば次の効果が奏される。すなわち、シリンダヘッドと一体成形されるリフタホルダが抜け勾配を有することにより、さらにオイルを流通させる切欠部が、側壁の上端面を分断する形態で、切欠部の輪郭を規定する側壁の側端面が抜け勾配を有するようにリフタホルダに形成されることにより、切欠部がシリンダヘッドを鋳造する際の型抜きのみで形成されるので、リフタホルダの収容空間とその外部の動弁室との間でのオイルの流通路を形成するための加工工数が削減されて、該流通路を有するリフタホルダを、容易に、しかも低コストで形成することができ、そのうえ側壁の肉厚やシリンダ軸線に対する側壁の傾斜角度などに制約を生じさせることもないことから、リフタホルダの設計の自由度が大きくなる。また、切欠部が、仮想平面と交差する位置を避けて設けられることにより、仮想平面と交差する位置には切欠部がない側壁が設けられるので、バルブリフタから受ける力が大きい箇所である仮想平面と交差する位置での側壁の剛性を確保したうえで、切欠部が形成されることによりリフタホルダを軽量化することができる。そして、リフタホルダの軽量化により、シリンダヘッドが軽量化される。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記側壁の前記抜け勾配を有する外面には、前記仮想平面に沿うと共に前記抜け勾配を有するリブが形成されているものである。
【０００９】
これにより、回転するカムがバルブリフタに加える力により、バルブリフタから最も大きな力を受ける側壁が、リブにより補強される。それゆえ、この請求項２記載の発明によれば請求項１記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、外面には、仮想平面に沿うと共に抜け勾配を有するリブが形成されていることにより、回転するカムがバルブリフタに加える力により、バルブリフタから大きな力を受ける側壁の剛性を高めることができるうえ、リブ自体およびリブが形成されるリフタホルダの外面が、いずれも抜け勾配を有することにより、型抜きのみでリブを容易に形成することができると共に、必要に応じて多様な形状のリブを容易に形成することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記シリンダヘッドには、該シリンダヘッドをシリンダに締結するヘッドボルトが挿通される挿通孔が形成され、該挿通孔は、前記ヘッドボルトの締結方向から見て、前記切欠部と重なるものである。
【００１１】
これにより、切欠部が形成されるスペースを利用してヘッドボルトの挿通孔が形成される。それゆえ、この請求項３記載の発明によれば引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、ヘッドボルトの挿通孔が、ヘッドボルトの締結方向から見て切欠部と重なるように形成されることにより、切欠部が形成されるスペースを利用して挿通孔が形成されるので、リフタホルダと挿通孔とを近接させて設けることができて、シリンダヘッドを小型化することができるうえ、リフタホルダと挿通孔が重なるにも拘わらず、切欠部に挿通孔が形成されるので、挿通孔の加工が容易であり、またヘッドボルトの締付け工具の移動も切欠部を利用することで容易になる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記上部構造の一部を構成して前記抜け勾配を有すると共に前記カム軸を回転自在に支持するカムホルダが、前記側壁を兼ねて前記シリンダヘッドと一体成形され、前記切欠部は、前記リフタホルダにおいて前記仮想平面に対して前記カムホルダとは反対側に位置するものである。
【００１３】
これにより、カムホルダにより補強されたリフタホルダにおいて、切欠部の形成位置およびオイルの流通機能がカムホルダにより制約を受けることが少なくなる。それゆえ、この請求項４記載の発明によれば引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、カムホルダがリフタホルダの側壁を兼ねることにより、リフタホルダがカムホルダにより補強されて、その剛性が高められると共に、切欠部が仮想平面に対してカムホルダとは反対側に位置することにより、切欠部の形成位置およびオイルの流通機能がカムホルダにより制約を受けることが少なくなり、オイル流通の観点およびリフタホルダの軽量化の観点から、好適な切欠部を形成することができる。そのうえ、カムホルダも上部構造の一部を構成して抜け勾配を有することにより、シリンダヘッドを鋳造する際の型抜きのみで、一体化されたリフタホルダおよびカムホルダを容易に、しかも低コストで形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１〜図８を参照して説明する。
図１〜図４は、本発明の第１実施例を示すものである。図１を参照すると、内燃機関Ｅは、車両に搭載される直列４気筒の水冷式内燃機関であり、４つのシリンダ２（図１にはそのうちの１つのシリンダ２が示されている。）を有するシリンダブロック１の上端面に、シリンダヘッド３が結合され、シリンダヘッド３の上端面にはヘッドカバー４が結合される。シリンダブロック１の各シリンダ２のシリンダ孔2aにはピストン（図示されず）が往復動自在に嵌合され、それらピストンは、コンロッド（図示されず）を介して、シリンダブロック１に回転自在に支持されたクランク軸（図示されず）を回転駆動する。
【００１５】
シリンダヘッド３の上壁であるアッパデッキ3aよりも下方には、各シリンダ孔2aに対向して位置する凹部により形成される燃焼室５と、燃焼室５に１対の吸気弁口6aで連通し、シリンダヘッド３の一方の側壁3bの側面で吸気マニホルドに連通する吸気ポート６と、燃焼室５に１対の排気弁口（図示されず）で連通し、シリンダヘッド３の他方の側壁3cの側面で排気マニホルドに連通する排気ポート７とが形成され、さらに燃焼室５のほぼ中央部に臨む点火栓８が螺合される。
【００１６】
シリンダヘッド３は、アルミニウム合金等の軽金属を成形材料として鋳造により成形され、そのうちアッパデッキ3aの上部に成形される上部構造は、中子を使用することなく、シリンダ軸線L1の方向A1で上方への型抜きのみにより成形されるように、前記上部構造を構成する構成部分において、該構成部分の表面が型抜き方向A0と略平行になるなど、型抜きのみで該構成部分を成形するうえで、必要な表面には抜け勾配が付けられる。前記構成部分は、後述するように下部挿入筒17a、ホルダ取付部25，26、リフタホルダ30などである。
【００１７】
各燃焼室５の１対の吸気弁口6aは、機関弁としての１対の吸気弁９によりそれぞれ開閉される。各吸気弁９の弁ステム9aは、アッパデッキ3aと一体成形される後述する底壁32に切削加工により形成された貫通孔11に圧入により固定される円筒状の弁ガイド12に、吸気弁口6aの軸線L2ＩＮと同軸となるように摺動自在に嵌合され、吸気弁９を閉弁方向に付勢する弁バネ13が、該弁ステム9aの先端部に設けられて後述するバルブリフタ22内に収容される上部リテーナ14と、底壁32の平面状の壁面32aに、後述する収容空間31内で載置される下部リテーナ15との間に設けられる。また、各燃焼室５の前記１対の排気弁口は、機関弁としての１対の排気弁10によりそれぞれ開閉される。そして、排気弁10の弁ステム10aが排気弁口の軸線L2ＥＸと同軸となるように弁ガイド12に摺動自在に嵌合されること、および排気弁10を閉弁方向に付勢する弁バネ13が上部リテーナ14と下部リテーナ15との間に設けられることは、吸気弁９と同様である。また、吸気弁９と排気弁10とは、所定の挟み角を形成するように、後述する回転軸線方向A3から見て、シリンダ軸線L1に対して所定の角度でそれぞれ傾斜している。
【００１８】
シリンダヘッド３の前記上部構造およびヘッドカバー４により形成される動弁室16には、各吸気弁９を開閉駆動する吸気側動弁機構ＶＩＮと、各排気弁10を開閉駆動する排気側動弁機構ＶＥＸとが収容される。
【００１９】
図２を併せて参照すると、動弁室16内にあって、シリンダヘッド３には、各燃焼室５のほぼ中央部に対応する部分で吸気側動弁機構ＶＩＮおよび排気側動弁機構ＶＥＸの間に、円筒状の下部挿入筒17aがシリンダ軸線L1に沿ってアッパデッキ3aの下方から上方に延びて成形され、アッパデッキ3aよりも上方の下部挿入筒17aの外面および内面は抜け勾配を有する。一方、ヘッドカバー４には、シリンダヘッド３にヘッドカバー４が結合されたとき、下部挿入筒17aの上端面に整合する位置に、円筒状の上部挿入筒17bが形成され、下部および上部挿入筒17a，17bにより構成される挿入筒17に点火栓８が挿入される。
【００２０】
吸気側動弁機構ＶＩＮは、前記クランク軸の回転軸線と平行な回転軸線L3ＩＮを有するようにシリンダヘッド３に回転自在に支持された吸気カム軸20ＩＮと、各吸気弁９に対応して吸気カム軸20ＩＮに設けられた吸気カム21ＩＮと、吸気カム21ＩＮと吸気弁９との間に設けられて、頂壁22aＩＮで一端が閉塞される閉塞端を有する円筒状のバルブリフタ22ＩＮと、シリンダヘッド３に一体成形されてバルブリフタ22ＩＮを摺動自在に保持すると共にバルブリフタ22ＩＮを収容する収容空間31ＩＮを形成するリフタホルダ30ＩＮとを備える。排気側動弁機構ＶＥＸは、回転軸線L3ＩＮに平行な回転軸線L3ＥＸを有する排気カム軸20ＥＸに設けられた排気カム21ＥＸなど基本的に吸気側動弁機構ＶＩＮと同様の構造を有しているので、以下の説明では、必要に応じて排気側動弁機構ＶＥＸの構造を援用しつつ、主に吸気側動弁機構ＶＩＮについて説明する。なお、両動弁機構ＶＩＮ，ＶＥＸの構成部材および関連部材に対して、区別を要しない場合は同一符号を使用し、区別を要する場合は、吸気側の部材については添字「ＩＮ」を付し、排気側の部材については添字「ＥＸ」を付した。
【００２１】
伝動機構（図示されず）を介して伝達される前記クランク軸の動力により、図１で矢印の回転方向に、該クランク軸の１／２の回転数で回転駆動されるカム軸20は、それぞれ、回転軸線方向A3でのシリンダヘッド３の両端部にそれぞれ配置された１対の端部カムホルダ23と、回転軸線方向A3で隣接するシリンダ孔2aの間に配置される３つの中間カムホルダ24とにより、シリンダヘッド３に回転自在に支持される。各カムホルダ23，24は、下部および上部ホルダとからなり、各カム軸20が上部ホルダおよび下部ホルダで形成される軸受部に挟持された状態でボルトによりシリンダヘッド３に締結される。具体的には、各端部カムホルダ23では、シリンダヘッド３に一体成形された両カム軸20側の２つのホルダ取付部25のボス25a（図２には１つのみ示されている）のネジ孔25bに、下部ホルダ（図示されず）と上部ホルダ23bとに挿通されるボルトB1が螺合し、中央のホルダ取付部（図示されず）のボス（図示されず）のネジ孔に、上部ホルダ23bに挿通されるボルトB2が螺合する。また、各中間カムホルダ24では、シリンダヘッド３に一体成形された各ホルダ取付部26の１対のボス26aのネジ孔26bに、下部ホルダ24aと上部ホルダ24b（図１参照）とに挿通されるボルトB3が螺合する。そして、これらホルダ取付部25，26は、前記上部構造の一部を構成するもので、所要の表面に抜き勾配が付けられている。
【００２２】
ホルダ取付部25のボス25aに隣接して成形された凹部25c、および各ホルダ取付部26の１対のボス26aの間に形成された凹部26cに形成された挿通孔27は、ヘッドボルト28の頭部を収容可能な大径部27aとヘッドボルト28の軸部が挿通される小径部（図示されず）とを有し、該挿通孔27に挿通されるヘッドボルト28がシリンダブロック１のネジ孔に螺合することで、シリンダヘッド３がシリンダブロック１に締結される。
【００２３】
バルブリフタ22ＩＮの頂壁22aＩＮの外面には吸気カム軸20ＩＮと一体に回転する吸気カム21ＩＮが摺接し、バルブリフタ22ＩＮの頂壁22aＩＮの内側では、吸気弁９がバルブリフタ22ＩＮと一体に往復動するように、弁ステム9aの先端部が、頂壁22aＩＮに嵌め込まれたシムに当接する。そして、吸気カム21ＩＮのカムプロフィルに対応して、バルブリフタ22ＩＮがリフタホルダ30ＩＮの収容空間31ＩＮ内で軸線L2ＩＮの方向A2ＩＮに往復動し（図１参照）、吸気弁９が、開閉方向としての該軸線方向A2ＩＮに往復動して吸気弁口6aが開閉される。この構造は、排気カム21ＥＸが摺接するバルブリフタ22ＥＸを介して、軸線L2ＥＸの方向A2ＥＸに往復動させられる排気弁10についても同様である。
【００２４】
各リフタホルダ30は、アッパデッキ3aの上部にシリンダヘッド３と共に鋳造により一体成形される。そして、これらリフタホルダ30は、前記上部構造の一部を構成し、シリンダ軸線方向A1で上方への型抜きのみにより成形されるように、後述する所要の表面が抜け勾配を有する。
【００２５】
ここで、図１，図２に加えて、鋳造されたリフタホルダ30の素材30´の部分概略斜視図である図３および該素材30´に機械加工としての切削加工を施した後の部分概略斜視図である図４を併せて参照して、リフタホルダ30について説明する。吸気弁９および排気弁10がシリンダ軸線L1に対して傾斜していることに対応して、燃焼室５からカム軸20に向かってシリンダ軸線L1から離れるように傾斜している各リフタホルダ30は、底壁32と、底壁32に連なると共に軸線方向A2に沿ってカム軸20に向かって延びる１対の側壁33，34とを有し、これら壁33，34によりバルブリフタ22を収容する収容空間31が形成される。各側壁33，34の表面は、型抜き方向A0への型抜きのみにより成形されるように、抜け勾配を有する。すなわち、図３に示されるように、素材30´においては、各側壁33´，34´の外面33´a，34´aおよび内面33´b，34´bは抜け勾配を有する。そのため、各側壁33´，34´は、その上端面33´c，34´cから底壁32（またはアッパデッキ3a）に近づくほど厚肉となっている。
【００２６】
そのうち、側壁33´の内面33´b側には切削加工が施こされて、図４に示されるように、バルブリフタ22が摺接する内面33bが、軸線L2を中心線とする円柱面に成形され、さらに底壁32には、切削加工により弁ガイド12が圧入される貫通孔11が形成される。図３を参照すると、傾斜するリフタホルダ30´の上部に位置する側壁33´の外面33´aには側壁33´を補強するリブ35´が成形され、リブ35´の表面は抜き勾配を有し、仕上げ加工が施されることなく、そのまま仕上がり状態の側壁33の外面33aおよびリブ35になる。
【００２７】
一方、側壁34´の外面34´aおよび内面34´bは、仕上げ加工が施されることなく、そのまま仕上がり状態の側壁34の外面34aおよび内面34bになる。なお、側壁34´の内面34´bは、バルブリフタ22が円滑に摺動できるようにするため、必要に応じて、側壁33´の内面33´bと共に研磨加工が施されてもよい。さらに、傾斜するリフタホルダ30の下部に位置する側壁34は、底壁32に近づくほど厚肉（肉厚が大）となるため、その内面34b側には、バルブリフタ22からの力を受け止めるのに必要な側壁34の剛性を確保したうえで、軽量化のために、バルブリフタ22が摺接する内面34bの上部34b1および周方向部分34b2（図２も参照）を残して、底壁32の壁面32aに達する肉抜き部36が型抜きにより成形される。なお、周方向とは、軸線L2を中心線としたとき、軸線方向A2から見たときの周方向を意味し、以下、単に「周方向」という。
【００２８】
図１〜図４を参照すると、両側壁33，34の間には、側壁33，34をその上端面33c，34cから底壁32の壁面32aに至る範囲で分断する形態で、１対の切欠部37，38が、前記上部構造を成形するための鋳造の型抜きにより形成される。それゆえ、図３に示されるように、素材30´において、各切欠部37，38の輪郭を規定する両側壁33´，34´の周方向での側端面33´d，34´dは、図３に示されるように抜け勾配を有しおり、この抜け勾配が、そのまま仕上がり状態の側壁33，34の側端面33d，34dになる。そして、各切欠部37，38は、上端面33c，34cおよび壁面32aにおいて、それぞれ周方向での所定の間隔を形成して側壁33，34を分断しており、さらに図１，図２，図４に示されるように、底壁32の壁面32aは、各切欠部37，38を介してアッパデッキ3aの上面に、段差を有することなく傾斜面32bおよび同一の高さで滑らかに連続している。
【００２９】
そして、１対の切欠部37，38は、図２にも示されるように、回転軸線方向A3に開放すると共に回転軸線方向A3で対向する位置にあり、収容空間31とその外部となる動弁室16との間でオイルの流通を可能とするオイルの流通路を構成する。そして、これら切欠部37，38を通じて、収容空間31のオイルが動弁室16に排出されるほかに、収容空間31の換気も行われる。さらに、切欠部37，38は、両動弁機構ＶＩＮ，ＶＥＸ、吸気弁９および排気弁10の摺動部を潤滑するために動弁室16に供給されたオイルが、該摺動部を潤滑した後、内燃機関Ｅのオイルパンに戻るように、該オイルパンに連通する戻り通路の動弁室16内での開口部にオイルを導くための流路の一部ともなる。なお、前記戻り通路の動弁室16内での開口部にオイルを導く流路の別の一部は、ホルダ取付部25，26の凹部25c，26cを利用して形成される。
【００３０】
さらに、図２に示されるように、各ホルダ取付部25，26に凹部25c，26cに形成された挿通孔27の大径部27aは、切欠部37，38の形成範囲の底壁32を切り欠いて形成されており、ヘッドボルト28の締結方向から見て、該挿通孔27の大径部27aが切欠部37，38と重なるように形成される。
【００３１】
図１，図２を参照すると、切欠部37，38により分断された１対の側壁33，34は、バルブリフタ22の中心（頂壁22aの外面と軸線L2との交点）を通りかつカム軸20の回転軸線L3に直交する仮想平面Ｐと交差する位置に、バルブリフタ22を挟んで、かつ側壁33，34の上端面33c，34cから底壁32まで連続するように形成されている。したがって、切欠部37，38は、リフタホルダ30において仮想平面Ｐと交差する位置を避けた位置に設けられる。なお、仮想平面Ｐは、リフタホルダ30の中心線でもある軸線L2を含みかつ回転軸線L3に直交する平面でもある。そして、両側壁33，34は、周方向において、それぞれ設定された周方向長さを有する。この周方向長さは、摺接するカム21により力を受けるバルブリフタ22からの力を受け止めるための剛性を確保する観点、また切欠部37，38や肉抜き部36の形成によるバルブリフタ22の軽量化の観点、切削加工の容易性の観点などから適宜設定される。
【００３２】
そこで、この実施例では、シリンダ軸線L1に近い側壁33は、カム21の回転軸線方向A3での幅とほぼ等しい幅となる周方向長さを有し、シリンダ軸線L1から遠い側壁34よりも短い周方向長さを有する。そして、底壁32に近づくほど厚肉となる側壁34とは異なり、切削加工が施されて、上端面33cから底壁32に向かって、すなわち軸線方向A2にほぼ均一の肉厚を有する側壁33には、その剛性を高めるために、その外面33aには、仮想平面Ｐに沿うと共に抜け勾配を有するリブ35が、外面33aから突出して、外面33aの回転軸線方向A3での中央部で上端面33cから底壁32まで、仮想平面Ｐと交差して延びて形成されている。
【００３３】
さらに、図２に示されるように、各シリンダ２の１対のリフタホルダ30の側壁33，34間には、シリンダ軸線方向A1から見て、シリンダ軸線L1または下部挿入筒17aに近づくほど、下部挿入筒17aの一部を受け入れることができる程度に末広がりとなる凹所39が形成される。
【００３４】
ところで、回転するカム21がバルブリフタ22に加える力は、それらカム21の回転方向で、かつ仮想平面Ｐとほぼ平行な向きであり、その結果、その力を受けるバルブリフタ22が側壁33，34に加える力は、仮想平面Ｐと交差する位置にある両側壁33，34により効果的に受け止められる。そして、この実施例では、これらカム21がバルブリフタ22に加える力に起因して、バルブリフタ22が側壁33，34に加える力の大部分は、排気側動弁機構ＶＥＸのリフタホルダ30ＥＸでは側壁33により受け止められ、吸気側動弁機構ＶＩＮのリフタホルダ30ＩＮでは側壁34により受け止められる。
【００３５】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
【００３６】
動弁室16を形成するシリンダヘッド３の前記上部構造は、型抜きのみで成形されるように、抜け勾配を有するため、シリンダヘッド３を鋳造する際に、該上部構造を成形するための中子が不要になるのでコストが削減される。また、回転するカム21がバルブリフタ22に加える力は、各カム21の回転方向で、かつ仮想平面Ｐとほぼ平行な向きであり、その結果、その力を受けるバルブリフタ22が側壁33，34に加える力は、仮想平面Ｐと交差する位置に対向して位置すると共に、上端面33c，34cから底壁32まで連続する側壁33，34により受け止められる。
【００３７】
このように、シリンダヘッド３と一体成形されるリフタホルダ30が抜け勾配を有することにより、さらにオイルの流通路を構成する切欠部37，38が、側壁33，34の上端面33c，34cを分断する形態で、切欠部37，38の輪郭を規定する側壁33，34の側端面33d，34dが抜け勾配を有するようにリフタホルダ30に形成されることにより、切欠部37，38がシリンダヘッド３を鋳造する際の型抜きのみで形成されるので、リフタホルダ30の収容空間31とその外部の動弁室16との間でのオイルの流通路を形成するための加工工数が削減されて、該流通路を有するリフタホルダ30を、容易に、しかも低コストで形成することができ、そのうえ側壁33，34の肉厚やシリンダ軸線L1に対する側壁33，34の傾斜角度などに制約を生じさせることもないことから、リフタホルダ30の設計の自由度が大きくなる。また、切欠部37，38が、仮想平面Ｐと交差する位置を避けて設けられることにより、仮想平面Ｐと交差する位置には切欠部37，38がない側壁33，34が設けられるので、バルブリフタ22から受ける力が最も大きい箇所である仮想平面Ｐと交差する位置での側壁33，34の剛性を確保したうえで、切欠部37，38が形成されることによりリフタホルダ30を軽量化することができる。そして、リフタホルダ30の軽量化により、シリンダヘッド３が軽量化される。
【００３８】
各切欠部37，38が、側壁33，34をその上端面33c，34cから底壁32の壁面32aに至る範囲で分断する形態で、形成され、しかも上端面33c，34cおよび壁面32aにおいて、それぞれ周方向での所定の間隔を形成して側壁33，34を分断していることにより、切欠部37，38を通じてのオイルの流通がスムーズに行われる。しかも、底壁32の壁面32aが、各切欠部37，38を介してアッパデッキ3aの上面に、段差を有することなく傾斜面32bおよび同一の高さで滑らかに連続していることにより、切欠部37，38を通じて収容空間31を経由するオイルの流出入がスムーズになるので、動弁室16での両動弁機構ＶＩＮ，ＶＥＸ、吸気弁９および排気弁10の摺動部を潤滑した後のオイルを、前記オイルパンに戻す戻り通路の動弁室16内での開口部にオイルを導くための流路としても利用できて、動弁室16でのオイルの流動性が向上する。
【００３９】
リフタホルダ30の側壁33の外面33aには、仮想平面Ｐに沿うと共に抜け勾配を有するリブ35が形成されていることにより、カム21がバルブリフタ22に加える力により、バルブリフタ22から大きな力を受ける側壁33がリブ35により補強されるので、側壁33の剛性を高めることができるうえ、リブ35自体およびリブ35が形成されるリフタホルダ30の外面33aが、いずれも抜け勾配を有することにより、型抜きのみでリブ35を容易に形成することができると共に、必要に応じて多様な形状のリブ35を容易に形成することができる。しかも、リブ35は、側壁33においてバルブリフタ22から受ける力が最も大きい箇所である仮想平面Ｐと交差する位置に設けられることにより、効果的な補強ができる。
【００４０】
側壁33の外面33aは、傾斜するリフタホルダ30の上部に位置して型抜き方向A0に面しているため、リブ35の形成に当たりその形状および形成位置の自由度が大きく、側壁33に加わる力の大きさおよび位置に対応して、その剛性上最も効果的な形状および位置にリブ35を形成できて、側壁33の剛性を確保するうえで有利である。
【００４１】
ヘッドボルト28の挿通孔27が、ヘッドボルト28の締結方向から見て切欠部37，38と重なるように形成されることにより、切欠部37，38が形成されるスペースを利用して挿通孔27が形成されるので、リフタホルダ30と挿通孔27とを近接させて設けることができて、シリンダヘッド３を小型化することができるうえ、リフタホルダ30と挿通孔27が重なるにも拘わらず、切欠部37，38に挿通孔27が形成されることにより、挿通孔27を形成するために側壁33，34を加工する必要がないので、挿通孔27の加工が容易であり、またヘッドボルト28の締付け工具の移動も切欠部37，38を利用することで容易になる。
【００４２】
傾斜するリフタホルダ30の下部に位置する側壁34は、抜け勾配が付けられることにより、底壁32に近づくほど厚肉となるため、バルブリフタ22から加わる力を受け止めるために必要な側壁34の剛性を確保するのが容易である。
【００４３】
側壁34の周方向長さが、側壁33のそれよりも長くされることで、側壁34とバルブリフタ22との接触面積を大きくして、バルブリフタ22の往復動の安定性を高めることができると同時に、側壁34の内面34bが型抜き方向A0を向いているため、型抜きのみにより形成される肉抜き部36を利用して、リフタホルダ30の軽量化および前記接触面積の設定が容易にできる。一方、切削加工を要する側壁33の周方向長さを短くすることにより、加工量が減少して切削加工が容易になり、リフタホルダ30の形成が容易になる。
【００４４】
末広がりの凹所39により、シリンダ軸線方向A1から見て、回転軸線L3ＩＮと直交する方向への配置スペースが広くなるので、凹所39を利用して、挿入筒17をシリンダ軸線L1に対して傾斜配置すること、および挿入筒17をリフタホルダ30に近接させて配置することが容易にできて、点火栓８の配置の自由度が大きくなる。
【００４５】
次に、図５，図６を参照して、本発明の第２実施例を説明する。この第２実施例は、第１実施例とはリフタホルダおよびカムホルダが主に相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、第１実施例の部材と同一の部材または対応する部材については、同一の符号を使用した。
【００４６】
第２実施例では、吸気カム軸20ＩＮおよび排気カム軸20ＥＸは、回転軸線方向A3でのシリンダヘッド３の両端部にそれぞれ配置された１対の端部カムホルダ50と、各カム軸20において、シリンダ軸線方向A1から見て（図６参照）、シリンダ軸線L1を通り回転軸線L3に直交する平面を対称面とする４つの中間カムホルダ51とにより回転自在に支持される。各カムホルダ50，51は、下部ホルダおよび上部ホルダとからなり、下部ホルダはシリンダヘッド３と一体成形される。そして、各カム軸20が上部ホルダおよび下部ホルダで形成される軸受部に挟持された状態でボルトによりシリンダヘッド３に締結される。具体的には、各端部カムホルダ50では、下部ホルダ50aのボス50a1（図６には１つのみ示されている）のネジ孔50a2に上部ホルダ50bに挿通されるボルトB1が螺合し、中央のホルダ取付部（図示されず）のボス（図示されず）のネジ孔に上部ホルダ50bに挿通されるボルトB2が螺合する。また、シリンダ２毎に１対のリフタホルダ60の回転軸線方向A3での間に位置する各中間カムホルダ51では、下部ホルダ51aの１対のボス51a1のネジ孔51a2に上部ホルダ51bに挿通されるボルトB3が螺合する。そして、これら下部ホルダ50a，51aは、第１実施例と同様にシリンダヘッド３の前記上部構造の一部を構成するもので、所要の表面に抜き勾配が付けられている。
【００４７】
シリンダヘッド３をシリンダブロック１に締結するためのヘッドボルト28は、吸気側および排気側動弁機構側ＶＩＮ，ＶＥＸにおいて、それぞれ、回転軸線方向A3での端部に位置するシリンダ孔2aの外側、および隣接するシリンダ孔2aの間であって、隣接するシリンダ孔2aのリフタホルダ60ＩＮ；60ＥＸの間に位置する挿通孔52に挿通されて、シリンダブロック１のネジ孔に螺合する。挿通孔52は、ヘッドボルト28の頭部を収容可能な大径部52aとヘッドボルト28の軸部が挿通される小径部（図示されず）とを有し、大径部52aは、各リフタホルダ60において第１実施例と同様に型抜きにより形成された１つの切欠部62の形成範囲の底壁32を切り欠いて形成されており、ヘッドボルト28の締結方向から見て、該挿通孔52の大径部52aが切欠部62と重なるように形成される。
【００４８】
各シリンダ２において、下部ホルダ51aは、リフタホルダ60の側壁61の一部を兼ねており、バルブリフタ22が摺動する内面31bが下部ホルダ51aの回転軸線方向A3での両面に形成される。したがって、第２実施例では、シリンダヘッド３の鋳造後の素材においては、側壁61のシリンダ軸線L1寄りの部分および下部ホルダ51aのシリンダ軸線L1寄りの部分は、抜け勾配が付けられることから、底壁32に近づくほど厚肉になるため、第１実施例における側壁33の内面33bと同様に、切削加工が施されて、リフタホルダ60が摺接する仕上げ状態の内面61bに形成される。
【００４９】
第１実施例の切欠部37または切欠部38と同様に形成され、回転軸線方向A3に開放する切欠部62は、仮想平面Ｐと交差する位置を避けた位置に設けられて、各リフタホルダ60において下部ホルダ51aとは仮想平面Ｐに対して反対側に位置し、第１実施例と同様に、オイルの流通路を構成する。そして、この第２実施例では、内燃機関Ｅは、シリンダ軸線L1が鉛直線に対して傾斜して、吸気ポート６が開口するシリンダヘッド３の側壁3bの側面が斜め上方を向くように、車両に対して傾斜した状態で搭載され、しかも動弁室16において、各下部ホルダ51aが、図５に示されるように、シリンダヘッド３の両側壁3b，3cに連結されるため、両動弁機構ＶＩＮ，ＶＥＸ、吸気弁９および排気弁10の摺動部を潤滑した後のオイルを、内燃機関Ｅのオイルパンに戻すための戻り通路の動弁室16内での開口部にオイルを導くため十分な流路を確保するために、貫通孔からなる連通路53が、下部ホルダ51aにおいて動弁室16の最下部の近傍に位置する部分に、切削加工により形成される。
【００５０】
さらに、切欠部62により分断された側壁61は、切欠部62の輪郭を規定する側端面61dが抜け勾配を有するよう型抜きにより成形され、しかも第１実施例と同様の仮想平面Ｐと交差する位置に、バルブリフタ22を挟んで、かつ側壁61の上端面61cから底壁32まで連続するように成形される。そして、側壁61のシリンダ軸線L1寄りの部分の外面61aには、第１実施例と同様に、仮想平面Ｐに沿うと共に抜け勾配を有する補強用のリブ63が、外面61aから突出して、上端面61cから底壁32まで、仮想平面Ｐと交差して延びて形成される。さらに、第２実施例においても、第１実施例と同様に、末広がりの凹所39が形成される。
【００５１】
この第２実施例によれば、動弁室16内での摺動部を潤滑した後の戻りオイルの流路が切欠部61により形成されない点を除いて、第１実施例と同様の作用および効果が奏されるほか、次の作用および効果が奏される。すなわち、カムホルダ51を構成する下部ホルダ51aがリフタホルダ60の側壁61を兼ねることにより、リフタホルダ60が下部ホルダ51aにより補強されて、その剛性が高められると共に、切欠部62が仮想平面Ｐに対して下部ホルダ51aとは反対側に位置することにより、切欠部62の形成位置およびオイルの流通機能が下部ホルダ51aにより制約を受けることが少なくなり、オイル流通の観点およびリフタホルダ60の軽量化の観点から、好適な切欠部62を形成することができる。そのうえ、下部ホルダ51aも前記上部構造の一部を構成して抜け勾配を有することにより、シリンダヘッド３を鋳造する際の型抜きのみで、一体化されるリフタホルダ30および下部ホルダ51aを容易に、しかも低コストで形成することができる。
【００５２】
次に、図７に示される本発明の第３実施例は、第１実施例とは、リブの形状と点火栓８の挿入筒17の位置と、シリンダ軸線方向A1から見たとき、回転軸線L3と直交する方向（以下、「直交方向」という。）でのシリンダヘッド３の幅が小さくされている点とが主として相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、第１実施例の部材と同一の部材または対応する部材については、同一の符号を使用した。
【００５３】
側壁33のリブ70は、外面33aからの最大突出量で突出すると共に仮想平面Ｐに沿って延びる最大突出部70aが、仮想平面Ｐよりも側壁33のカムホルダ24（または、ホルダ取付部26）寄りの端部に位置するように、仮想平面Ｐに対して反対側の端部から突出量が徐々に大きくなるように成形され、両リブ70により形成される凹所39の回転軸線方向A3での幅が広げられている。これにより、この凹所39を利用して、第１実施例での点火栓８の下部挿入筒17aの位置（図中、二点鎖線で示される。）よりも、下部挿入筒17aを含む挿入筒17が排気側動弁機構ＶＥＸのリフタホルダ30に近接して配置され、その分、シリンダヘッド３の前記直交方向での幅が小さくされる。
【００５４】
さらに、第３実施例においても、第１，第２実施例と同様に、ホルダ取付部26に凹部26cに形成された挿通孔27の大径部27aは、切欠部37，38の形成範囲の底壁32を切り欠いて形成されており、ヘッドボルト28の締結方向から見て、該挿通孔27の大径部27aが切欠部37，38と重なるように形成される。
【００５５】
そして、この第３実施例によれば、第１実施例と同様の作用および効果が奏されるほか、次の作用および効果が奏される。すなわち、１対のリフタホルダ30の側壁33のリブ70は、最大突出部70aがカムホルダ24寄りの端部に位置するように成形されることにより、両リブ70により形成される凹所39の回転軸線方向A3での幅が広げられるので、前記直交方向への挿入筒17の配置スペースが広くなり、挿入筒17をリフタホルダ30に一層近接させて配置することで、前記直交方向でのシリンダヘッド３の幅を小さくすることができて、シリンダヘッド３が小型化される。
【００５６】
図８に示される本発明の第４実施例は、第１実施例とは、リブの形状が主として相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、第１実施例の部材と同一の部材または対応する部材については、同一の符号を使用した。
【００５７】
第４実施例では、シリンダ２毎に、吸気側および排気側動弁機構ＶＩＮ，ＶＥＸの各リフタホルダ30の側壁33のリブ71が、下部挿入筒17aと連結される。そして、この第４実施例によれば、第１実施例と同様の作用および効果が奏されるほか、次の作用および効果が奏される。すなわち、各シリンダ２の全てのリフタホルダ30の側壁33のリブ71が、下部挿入筒17aと連結されることにより、それら側壁33の剛性が高められる。
【００５８】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
第３実施例では、リブ70の最大突出部70aがカムホルダ側に寄せられていたが、リブ70は、第１実施例の補強リブ35と同一形状のリブであってもよく、この場合にも両リブにより形成される凹所39を利用して、第３実施例に比べて移動量は小さくなるものの、凹所39に下部挿入筒17aを配置することができる。
【００５９】
前記各実施例では、切欠部37，38，62は底壁32の壁面32aまで達するものであったが、オイルが収容空間31とその外部の動弁室16内で流通可能であれば、切欠部37，38，62は壁面32aまで達していなくてもよい。また、側壁33，34，61には、仮想平面Ｐと交差する位置に、側壁33，34，61の剛性を殆ど低下させないものであれば、僅かな切欠きや小孔が形成されていてもよい。
【００６０】
吸気カム軸20ＩＮおよび排気カム軸20ＥＸの回転方向は、前記各実施例では同じ方向であったが、互いに逆方向であってもよく、その場合には、カム21の回転による最大の力が、吸気側および排気側動弁機構ＶＩＮ，ＶＥＸにおいてリブ35，63，70，71が形成された側壁33または側壁61の部分に加わるか、または吸気側および排気側動弁機構ＶＩＮ，ＶＥＸにおいて肉抜き部36が形成された側壁34または側壁61の部分に加わることになる。
【００６１】
さらに、燃焼室５毎に、吸気ポート６は１つであってもよく、また排気ポート７は１つであってもよい。内燃機関Ｅは、前記各実施例では４気筒内燃機関であったが、４気筒以外の多気筒内燃機関または単気筒内燃機関であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示し、本発明に係るシリンダヘッドを有する内燃機関の要部断面図であって、図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】図１の内燃機関のヘッドカバーを外したときのシリンダヘッドの平面図である。
【図３】図１のシリンダヘッド鋳造後のリフタホルダの素材の部分概略斜視図である。
【図４】図３の素材に切削加工を施した後のリフタホルダの部分概略斜視図である。
【図５】本発明の第２実施例を示し、図１に対応する内燃機関の要部断面図であって、図６のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図５の内燃機関のヘッドカバーを外したときのシリンダヘッドの平面図である。
【図７】本発明の第３実施例を示し、ヘッドカバーを外したときの要部平面図である。
【図８】本発明の第４実施例を示し、ヘッドカバーを外したときの要部平面図である。
【符号の説明】
１…シリンダブロック、２…シリンダ、３…シリンダヘッド、４…ヘッドカバー、５…燃焼室、６…吸気ポート、７…排気ポート、８…点火栓、９…吸気弁、10…、11…貫通孔、12…弁ガイド、13…弁バネ、14…上部リテーナ、15…下部リテーナ、16…動弁室、17…挿入筒、
20…カム軸、21…カム、22…バルブリフタ、23，24…カムホルダ、25，26…ホルダ取付部、27…挿通孔、28…ヘッドボルト、
30…リフタホルダ、30´…素材、31…収容空間、32…底壁、33，34…側壁、33a，34a…外面、33b，34b…内面、33c，34c…上端面、33d，34d…側端面、35…リブ、36…肉抜き部、37，38…切欠部、39…凹所、
50，51…カムホルダ、52…挿通孔、53…連通路、
60…リフタホルダ、61…側壁、61a…外面、61b…内面、61c…上端面、61d…側端面、62…切欠部、63…リブ、
70，71…リブ、
Ｅ…内燃機関、L1〜L3…軸線、A0…型抜き方向、A1〜A3…方向、ＶＩＮ，ＶＥＸ…動弁機構、B1〜B3…ボルト、Ｐ…仮想平面。
Claims (4)
- 回転駆動されるカム軸に設けられたカムと、機関弁を開閉作動させるべく摺接する前記カムに従動して往復動するバルブリフタと、該バルブリフタを摺動自在に保持する側壁を有すると共に該バルブリフタを収容する収容空間を形成するリフタホルダとを備える動弁機構を収容する動弁室を形成する上部構造を有する鋳造されたシリンダヘッドであって、該上部構造は鋳造時の抜け勾配を有し、該上部構造の一部を構成して前記シリンダヘッドと一体成形された前記リフタホルダは前記抜け勾配を有し、前記バルブリフタが摺接する前記側壁は機械加工が施された内面を有する内燃機関のシリンダヘッドにおいて、
前記リフタホルダには、前記収容空間とその外部の前記動弁室との間でオイルを流通させる１対の切欠部が、前記リフタホルダの前記側壁の上端面を分断する形態で前記鋳造により形成され、前記切欠部の輪郭を規定する前記側壁の側端面は前記抜け勾配を有し、前記切欠部は、前記バルブリフタの中心を通りかつ前記カム軸の回転軸線に直交する仮想平面と交差する位置を避けて設けられることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド。 - 前記側壁の前記抜け勾配を有する外面には、前記仮想平面に沿うと共に前記抜け勾配を有するリブが形成されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のシリンダヘッド。
- 前記シリンダヘッドには、該シリンダヘッドをシリンダに締結するヘッドボルトが挿通される挿通孔が形成され、該挿通孔は、前記ヘッドボルトの締結方向から見て、前記切欠部と重なることを特徴とする請求項１または請求項２記載の内燃機関のシリンダヘッド。
- 前記上部構造の一部を構成して前記抜け勾配を有すると共に前記カム軸を回転自在に支持するカムホルダが、前記側壁を兼ねて前記シリンダヘッドと一体成形され、前記切欠部は、前記リフタホルダにおいて前記仮想平面に対して前記カムホルダとは反対側に位置することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の内燃機関のシリンダヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001303715A JP4446638B2 (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 内燃機関のシリンダヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001303715A JP4446638B2 (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 内燃機関のシリンダヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003106214A JP2003106214A (ja) | 2003-04-09 |
| JP4446638B2 true JP4446638B2 (ja) | 2010-04-07 |
Family
ID=19123760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001303715A Expired - Fee Related JP4446638B2 (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 内燃機関のシリンダヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4446638B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6136139B2 (ja) * | 2012-08-09 | 2017-05-31 | スズキ株式会社 | エンジン |
| JP6368274B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2018-08-01 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関のカムシャフト支持壁構造 |
| JP2017048734A (ja) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | いすゞ自動車株式会社 | シリンダヘッド |
-
2001
- 2001-09-28 JP JP2001303715A patent/JP4446638B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003106214A (ja) | 2003-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4446638B2 (ja) | 内燃機関のシリンダヘッド | |
| JP3523133B2 (ja) | 内燃機関の動弁装置 | |
| JPH01301909A (ja) | ４サイクルエンジンの動弁装置 | |
| US6418898B2 (en) | Valve operating system in internal combustion engine | |
| US6098582A (en) | Four-stroke cycle internal combustion engine | |
| AU760535B2 (en) | Valve operating system in internal combustion engine | |
| JPH11166449A (ja) | ４サイクルエンジン | |
| JP3230076B2 (ja) | ガバナ歯車を備えた傾斜型エンジン | |
| JP3715194B2 (ja) | 内燃機関の動弁装置 | |
| JP2001090513A (ja) | バルブリフタの装着構造 | |
| JP3117765B2 (ja) | ５バルブエンジンの動弁装置 | |
| EP0474217A2 (en) | A valve operating mechanism for an internal combustion engine | |
| JP3070476B2 (ja) | 内燃エンジン | |
| JP3423877B2 (ja) | ロッカアームの軸受装置 | |
| JPH0640892Y2 (ja) | シリンダヘッドの油溜め構造 | |
| JP2000045860A (ja) | 頭上弁式エンジンのシリンダヘッド冷却装置 | |
| JP3523132B2 (ja) | 内燃機関の動弁装置 | |
| JP3592600B2 (ja) | 内燃機関の動弁装置 | |
| JPH04134103A (ja) | Ｖ型５バルブエンジンの動弁装置 | |
| JP3433115B2 (ja) | ロッカアームの軸受装置 | |
| JP3423878B2 (ja) | 傾斜型頭上弁エンジンのシリンダヘッド | |
| JPH05133206A (ja) | ５バルブエンジンの動弁装置 | |
| JP2596972B2 (ja) | ４サイクルエンジンの動弁装置 | |
| JP2003120221A (ja) | 内燃機関のタペット | |
| JPH06341423A (ja) | バーチカルクランク軸エンジン |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071126 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20090428 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091030 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091117 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091216 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100119 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100119 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130129 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |