JPH0258453B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの燃焼室構造、特に１気筒に
ついて２個の吸気弁と２個の排気弁とが備えられ
た４弁式エンジンの燃焼室構造に関する。

（従来技術） 自動車用等のエンジンとして、１気筒について
２個の吸気弁と２個の排気弁とを備えた４弁式の
エンジンが実用化されている。このエンジンによ
れば、吸気充填効率や排気効率が向上して燃焼状
態が改善されることにより、エンジンの高出力化
が実現される。

ところで、この種のエンジンにおいては、燃焼
室全体にわたる着火後の良好な火災の伝播性等を
得るためには、燃焼室に対して四角形状に配置し
た４個の弁の中央部に点火プラグを配置すること
が必要であるが、各２個の吸気弁及び排気弁を
夫々ロツカーアームを介して１本の頭上カム軸で
駆動する場合には、該カム軸が燃焼室の中央部上
方を通過することになるので、点火プラグを燃焼
室の中央部に配置した場合、その直上方にカム軸
が位置することになる。そのため、該点火プラグ
とカム軸とが干渉し、或いはカム軸が点火プラグ
の取付け取外しの邪魔となつてエンジンのサービ
ス性が悪化するのである。そこで、例えば特開昭
57−102506号公報に開示されたエンジンのように
点火プラグを傾斜状に配置することが考えられ
る。つまり、第５，６図に示すように、１つの燃
焼室１について２個の吸気弁２，２と２個の排気
弁３，３とを四角形状に配置し、且つ燃焼室１の
中央部上方に１本のカム軸４を配設した構成にお
いて、点火プラグ５を２個の排気弁３，３間に傾
斜状に配置して、その先端の着火部５ａを燃焼室
１の中央に位置させると共に、その上部５ｂをカ
ム軸４の側方から斜め上方に臨ませる。これによ
れば、良好な着火性が得られ、また点火プラグ５
とカム軸４との干渉が避けられる。しかし、この
エンジンにおいては、点火プラグ５が排気弁３，
３に略平行に配置される関係で、該プラグ５の上
部５ｂが上記カム軸４と排気弁３，３のステム部
上端との間に跨るロツカーアーム６，６の軸７の
直下方に位置することになり、そのため、該点火
プラグ５の取付け取外しを可能にする必要上、ロ
ツカーアーム軸７を各ロツカーアーム６，６毎に
２分割すると共に、これらのロツカーアーム軸
７，７間を通して点火プラグ５を着脱するための
深い切り込み部をシリンダヘツドに設ける構成と
されている。従つて、このエンジンによると、１
気筒について排気弁側のロツカーアーム軸が２本
必要となり、特にこの構成を多気筒エンジンに適
用しようとすると、該ロツカーアーム軸が多数個
必要となつて、その取付け構造等が著しく複雑化
することになり、また２個の排気弁用ロツカーア
ームの位置決め精度が低下すると共に、上記点火
プラグ着脱用の切り込み部のために、シリンダヘ
ツドの強度や剛性が低下することになる。

このような不具合を回避するには、点火プラグ
５を水平面に対する傾斜角が小さくなるように取
付けて、該プラグ５の上部５ｂをシリンダヘツド
の側部から外方を臨ませるようにすればよい。し
かし、このようにすると、点火プラグ５の着火部
５ａと燃焼室１の天井壁８とが接近して、該プラ
グ５の着火時に着火部５ａから上記天井壁８に熱
が逃げ、或いは着火部５ａの周囲に存在する混合
気量が不足するため、着火初期における火災の成
長が良好に行われないことになる。

（発明の目的） 本発明は４弁式エンジンに関する上記のような
実情に対処するもので、点火プラグの着火部を燃
焼室の中央部に位置させた４弁式エンジン、特に
点火プラグを傾斜状に配設したエンジンにおい
て、上記燃焼室の天井壁中央における点火プラグ
の着火部近傍の構造に改良を加えることにより、
ロツカーアーム軸の分割による構造の複雑化やシ
リンダヘツドの強度や剛性の低下等を招くことな
く、点火プラグの良好な着脱性を確保しながら、
該点火プラグによる混合気の着火ないし着火初期
の火災の成長、伝播等を良好に行わせるように
し、もつてこの種のエンジンとして燃焼性に優れ
たエンジンを実現することを目的とする。

（発明の構成） 本発明に係るエンジンの燃焼室構造は、上記目
的達成のため次のように構成したことを特徴とす
る。

即ち、１気筒について２個の吸気弁と２個の排
気弁及び２個の吸気弁用ロツカーアームと２個の
排気弁用ロツカーアームが備えられ、且つ上記吸
気弁と排気弁とに挟まれる位置にクランク軸方向
に延びる１本の弁駆動用カム軸が配設されたエン
ジンにおいて、上記１気筒についての２個の排気
弁用ロツカーアームを１本のロツカーアーム軸に
揺動自在に支持させる一方、シリンダヘツドの各
気筒における２個の排気ポート間に、排気弁より
寝かせて傾斜状に点火プラグ挿入孔を設け、この
点火プラグ挿入孔の先端を燃焼室の中央部に開口
させると共に、その開口部に該挿入孔における点
火プラグ螺合用メネジ部の径より大径の半球状キ
ヤビテイを設けたことを特徴とする。

このような構成によれば、排気弁用のロツカー
アーム軸の分割等を要することなく、点火プラグ
の所要の着脱性が確保されると共に、該点火プラ
グの着火部が燃焼室天井壁の中央部に設けられる
半球状キヤビテイの略中心に位置し、該着火部と
上記天井壁との間に該着火部を中心とする半球状
の空間が生じることになる。

（発明の効果） 上記の構成によれば、４弁式エンジンの燃焼室
において、排気弁用ロツカーアーム軸を分割する
等の構造の複雑化やロツカーアームの位置決め精
度の低下、或いは点火プラグ着脱用切り込み部を
設けることによるシリンダヘツドの強度や剛性の
低下等を招くことなく、点火プラグを容易に取付
け取外しすることが可能となつて、該点火プラグ
に対する良好なサービス性が得られることにな
る。そして、特に点火プラグの着火部と燃焼室の
天井壁との間に該着火部を略中心とするような半
球状の空間が存在することになるので、点火プラ
グの着火時における上記天井壁への熱の逃げが低
減されると共に、点火プラグの着火部の全周囲に
混合気が均等に存在することにより、着火によつ
て発生した火災が該着火部から全周囲に向つて成
長することになる。これにより、着火初期におけ
る火災の成長、伝播が良好に行われ、上記着火部
を燃焼室の中央に配置したことと相俟つて良好な
燃焼状態が得られることになる。

また、本発明によれば、点火プラグ挿入孔の開
口部に設けられるキヤビテイをその周囲に位置す
る吸、排気ポートの開口部との干渉を生じること
なく、点火プラグの着火部周囲に大きな容積の空
間を設けることが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

第１，２図に示すように、エンジン１０は複数
のシリンダを列状に配置したシリンダブロツク１
１と、該ブロツク１１の上面にガスケツト１２を
介して設置されたシリンダヘツド１３とを有し、
シリンダブロツク１１におけるシリンダ１４の内
周面と、該シリンダ１４内に嵌合されたピストン
１５の上面と、シリンダヘツド１３の下面１３ａ
とで燃焼室１６が画成されている。ここで、該燃
焼室１６は天井壁（シリンダヘツド下面）１６ａ
が屋根状に窪まされたペントルーフ型燃焼室とさ
れている。また、シリンダヘツド１３には、一方
の側面１３ｂから上記燃焼室１６に通じる２つの
吸気ポート１７，１７と、他方の側面１３ｃから
燃焼室１６に通じる２つの排気ポート１８，１８
とが設けられていると共に、これら各ポートの燃
焼室１６への開口部１７ａ，１７ａ，１８ａ，１
８ａを夫々開閉する２個の吸気弁１９，１９と２
個の排気弁２０，２０とが備えられている。そし
て、これらの各弁の上方に延びるステム部１９
ａ，１９ａ，２０ａ，２０ａはシリンダヘツド１
３の上面１３ｄから上方に突出され、その上端部
に夫々固着されたスプリングリテーナ２１，２
１，２２，２２と、シリンダヘツド１３の上面１
３ｄにおける各ステム部１９ａ，１９ａ，２０
ａ，２０ａの突出部に形成されたスプリングシー
ト部２３，２３，２４，２４との間には、各バル
ブ１９，１９，２０，２０を夫々閉方向に付勢す
るバルブスプリング２５，２５，２６，２６が装
着されている。

一方、シリンダヘツド１３の上部中央における
上記吸気弁１９，１９と排気弁２０，２０とに挟
まれた位置には、エンジン１０のクランク軸方向
に延びる１本のカム軸２７が配設されている。こ
のカム軸２７のジヤーナル部２７ａ…２７ａは、
シリンダヘツド１３の上面中央部における隣接気
筒間及びヘツド両端部に立設された軸受壁２８…
２８と、各軸受壁２８…２８に夫々２本のボルト
２９，２９を用いて固着された軸受キヤツプ３０
…３０とで形成された軸受孔に回転自在に軸承さ
れていると共に、該カム軸２７における隣接ジヤ
ーナル部２７ａ，２７ａ間には、１気筒分の２個
の吸気カム２７ｂ，２７ｂと２個の排気カム２７
ｃ，２７ｃとが形成されている。そして、該カム
軸２７の上部両側には２本のロツカーアーム軸３
１，３２が平行に架設されていると共に、これら
の軸３１，３２に１気筒について各２個の吸気弁
用ロツカーアーム３３，３３及び排気弁用ロツカ
ーアーム３４，３４が揺動自在に支持され、各ロ
ツカーアーム３３，３３，３４，３４の両端が対
応するカム２７ｂ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｃの周
面と吸排気弁のステム部１９ａ，１９ａ，２０
ａ，２０ａの上端とに夫々対接されていることに
より、クランク軸に同期するカム軸２７の回転に
よつて該ロツカーアーム３３，３３，３４，３４
を介して各弁１９，１９，２０，２０が所定のタ
イミングで開動されるようになつている。ここ
で、上記ロツカーアーム軸３１，３２は、軸受キ
ヤツプ３０の上面に押え部材３５…３５を用いて
上記ボルト２９…２９により固着されている。

以上の構成に加えて、シリンダヘツド１３には
点火プラグ挿入孔３６が設けられ、該孔３６内に
点火プラグ３７が装着されている。この挿入孔３
６は、各気筒における２個の排気ポート１８，１
８間において排気弁２０，２０に交差するように
該排気弁２０，２０より寝かせて傾斜状に設けら
れ、その先端部３６ａがシリンダヘツド１３の下
面１３ａにおける各ポートの開口部１７ａ，１７
ａ，１８ａ，１８ａに囲まれた位置、即ち燃焼室
１６の屋根状天井壁１６ａにおける中央部に開口
されていると共に、該孔３６の後端部３６ｂは、
シリンダヘツド１３の一側面１３ｃにおける排気
ポート１８，１８の開口部１８ｂ，１８ｂと、該
ヘツド１３の上面１３ｄにおける排気弁２０，２
０のスプリングシート部２４，２４との間から該
ヘツド１３の上部外方側を臨むように開口されて
いる。

然して、第３，４図に示すように、上記天井壁
１６ａに開口する点火プラグ挿入孔３６の先端部
３６ａは、その上方に続く点火プラグ螺合用のメ
ネジ部３６ｃの孔径よりも大きな径の半球状のキ
ヤビテイとされている。そして、上記点火プラグ
挿入孔３６のメネジ部３６ｃに点火プラグ３７の
オネジ部３７ａを螺合した際に、該プラグ３７の
先端の着火部３７ｂが上記半球状のキヤビテイ３
６ａの略中心に位置するようになつている。

上記の構成によれば、燃焼室１６の天井壁１６
ａに合計４個の吸排気ポート１７ａ，１７ａ，１
８ａ，１８ａが開口するエンジン１０において、
点火プラグ３７の先端の着火部３７ｂが上記燃焼
室１６の上部中央に位置することにより、点火プ
ラグ３７によつて着火された混合気の火炎が燃焼
室１６の全体に良好に伝播することになる。そし
て、、特に着火初期においては、上記点火プラグ
３７の着火部３７ｂが燃焼室１６の天井壁１６ａ
に形成された半球状のキヤビテイ３６ａの略中心
に位置し、該着火部３７ｂと上記天井壁１６ａと
の間に混合気が充満する空間が設けられているか
ら、該着火部３７ｂで発生した火炎は燃焼室１６
の下方にだけではなく、全周囲に均等に成長する
ことになる。また、上記着火部３７ｂが燃焼室１
６の天井壁１６ａに対して適度な間隔を隔てるこ
とになるので、着火部３７ｂで発生した火炎の熱
の天井壁１６ａ側への逃げが低減されることにな
り、これによつても混合気の着火性や火炎の成
長、伝播性が一層良好に行われることになる。こ
れにより、各２個の吸、排気弁１９，１９，２
０，２０を設けたことによる吸排気効率の向上、
及び点火プラグ３７の着火部３７ｂを燃焼室１６
の中央に位置させたことによる該燃焼室１６の全
体への火炎の伝播性の向上と相俟つて、優れた燃
焼性が得られることになり、出力性能や燃費、排
気性能等が向上されることになる。

そして、特に本発明においては上記キヤビテイ
３６ａの形状を半球状としたことにより、第３図
に示すように吸排気ポートの開口部１７ａ，１７
ａ，１８ａ，１８ａに設けられたバルブシート装
着用凹部１７′，１７′，１８′，１８′との干渉を
生じることなく、該キヤビテイ３６ａの容積を十
分に確保することが可能となる。つまり、点火プ
ラグ挿入孔を傾斜状に設けた場合、その先端開口
部に容積の大きいキヤビテイを設けると、該キヤ
ビテイとバルブシート装着用凹部とが干渉するこ
とになるが、キヤビテイを半球状にすることによ
つて、この干渉を生じることなく大きなキヤビテ
イ容積が得られるのである。

また、上記点火プラグ挿入孔３６は排気弁２
０，２０より寝かせて傾斜状に設けられて、後端
部３６ｂがシリンダヘツド１３の側面１３ｃにお
ける排気ポート１８，１８の開口部１８ｂ，１８
ｂと排気弁２０，２０のスプリングシート部２
４，２４との間に開口されているので、２個の排
気弁用ロツカーアーム３４，３４を支持するロツ
カーアーム軸３２を分割したり、シリンダヘツド
１３に点火プラグ着脱用の切り込み部を設けたり
することなく、上記点火プラグ３７をシリンダヘ
ツド１３の当該側部における排気弁用動弁機構３
８の外側から、該動弁機構３８に邪魔されること
なく取付け取外しすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の実施例を示すもので、第
１図は燃焼室の中央で切断したシリンダヘツド及
びその周辺の縦断面図、第２図は第１図−線
で切断したシリンダヘツド単体の横断平面図、第
３図はシリンダヘツド単体の底面図、第４図は第
３図−線で切断したシリンダヘツド単体の要
部縦断面図である。第５，６図は従来例を示すシ
リンダヘツド及びその周辺の縦断正面図及び横断
平面図である。 １３…シリンダヘツド、１６…燃焼室、２７…
カム軸、３１，３２…ロツカーアーム軸、３３，
３４…ロツカーアーム、３６…挿入孔、３６ａ…
キヤビテイ、３６ｃ…メネジ部、３７…点火プラ
グ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １気筒について２個の吸気弁と２個の排気弁
   及び２個の吸気弁用ロツカーアームと２個の排気
   弁用ロツカーアームが備えられ、上記吸気弁と排
   気弁とに挟まれる位置にはクランク軸方向に延び
   る１本の弁駆動用カム軸が配設されているエンジ
   ンにおいて、上記１気筒についての２個の排気弁
   用ロツカーアームを１本のロツカーアーム軸に揺
   動自在に支持させる一方、シリンダヘツドの各気
   筒における２個の排気ポート間において、排気弁
   より寝かせて傾斜状に点火プラグ挿入孔を設け、
   この点火プラグ挿入孔の先端を燃焼室の中央部に
   開口させると共に、その開口部に該挿入孔におけ
   る点火プラグ螺合用メネジ部の径より大径の半球
   状キヤビテイを設けたことを特徴とするエンジン
   の燃焼室構造。