JPH0442508Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はエンジンのシリンダヘツド構造に関す
るものである。

（従来技術） 通常、エンジンのシリンダヘツドは、シリンダ
配列方向に沿つて設けた複数のヘツドボルトによ
りガスケツトを介してシリンダブロツクの上面に
締結固定されるものであり、このヘツドボルトの
締結力によりシリンダヘツドとシリンダブロツク
相互間におけるガス、オイルあるいは冷却水をそ
れぞれシールするようになつている。従つて、シ
ール性という点からみれば、ヘツドボルトの軸力
がガスケツトの各グロメツト部分に効率良く伝達
される構成となつていることが要求される。

ところで、シリンダヘツドとシリンダブロツク
との合せ面におけるシール性が特に問題となるの
は、副室式デイーゼルエンジンの場合である。即
ち、例えば実開昭60−124550号公報に開示される
如き副室式デイーゼルエンジンにおいては、第４
図に示すように、シリンダヘツド５０のシリンダ
ボア５７の周縁に位置する部分に副室形成壁５９
により囲繞され且つヘツド下面に開口する副室５
１がしかも隣り合う２つのヘツドボルトボス５
４，５４の中間に位置した状態で形成されている
関係上、特に副室５１の開口部に対応するグロメ
ツト部ではヘツドボルトの締結力による面圧がシ
リンダボア５７の周縁の他の部分よりも低く、そ
の結果、この部分のシール性が特に低下し易くな
るものである。従つて、このような構成の副室式
デイーゼルエンジンのシリンダヘツド５０におい
ては特にヘツドボルトの軸力が効率良く副室５１
の周縁部に伝達されるようにする必要がある。

ところが、この公知例のシリンダヘツド５０に
おいては、ヘツドボルトボス５４を補強リブ５８
を介して吸気ポート５２あるいは排気ポート５３
に連結し、これら補強リブ５８と、ヘツドボルト
ボス５４と副室形成壁５９とを連結する外壁５５
とで副室５１の周囲を包囲し、ヘツドボルトの軸
力が副室形成壁５９の全周にうまく伝達されるよ
うに工夫しているものの、下記する諸点において
改善の余地を有している。

即ち、副室部分のシール性を改善するためには
特に副室下面部分へのボルト軸力の伝達効率を向
上させる必要があるが、この公知例のものにおい
ては、 (1) ヘツド下面を構成する下面壁５６のしかも副
室５１に対してオーバハング状態とされている
ため、下面壁５６及び副室形成壁５９の剛性が
十分でなく、このため副室５１の両側において
ヘツドボルトによりシリンダヘツドをシリンダ
ブロツク側に締付けても、該下面壁５６及び副
室形成壁５９の熱変形を十分に抑制することが
できず、副室下面部分における面圧が低下し易
くなる、 (2) ヘツドボルトボス５４と副室形成壁５９とを
連結する外壁５５が上記下面壁５６に沿う如く
湾曲した壁で構成されているためヘツドボルト
ボス５４側から副室形成壁５９側へのボルト軸
力の伝達経路が長くこの間の弾性変形によりボ
ルト軸力の伝達効率が低下する、 (3) 外壁５５の端部が副室形成壁５９に対してそ
の径方向に突合せ状態で連結されているため、
該外壁５５と副室形成壁５９との連結部分の周
方向長さが短く、それだけ外壁５５側から副室
形成壁５９側へのボルト軸力の伝達効率が低下
する、 等のことから副室５１の下面部分の面圧が十分に
得られず、この部分におけるシール性、特にガス
シール性が低劣となるものである。

さらに、外壁５５が湾曲状に形成されているた
め、その全長が長くなり、それだけシリンダヘツ
ドの重量アツプを招くという問題もある。

（考案の目的） 本考案は上記従来技術において指摘した問題点
を改善しようとするもので、副室を備えたエンジ
ンのシリンダヘツドにおいて、重量アツプを招く
ことなく副室周辺におけるガスシール性の向上を
図り得るようにしたシリンダヘツド構造を提案す
ることを目的とするものである。

（目的を達成するための手段） 本考案は上記の目的を達成するための手段とし
て、シリンダ配列方向に沿つてヘツドボルトボス
を形成するとともに、シリンダボアのシリンダ配
列方向に直交する方向の周縁部に対応する位置に
副室形成壁で囲繞され且つヘツド下面に開口する
副室を配置してなるエンジンのシリンダヘツドに
おいて、シリンダ軸方向の上方から見て、上記ヘ
ツド下面を構成する下面壁部の上記副室側の側端
部を、該副室に対応する部分を頂部としてシリン
ダ配列方向に直交する方向に向けて湾曲状に膨出
させてこれを延出部とする一方、上記副室形成壁
に連続してシリンダ配列方向に延びる外壁を、上
記下面壁部の上記延出部よりもシリンダボア中心
側位置においてしかも該副室形成壁と上記ヘツド
ボルトボスとをシリンダ配列方向に沿つて直線状
に連結する直線壁で構成し、さらに上記外壁の上
記副室に対応する位置の外面と上記下面壁の上記
延出部との間に跨つてシリンダ軸方向に延びる縦
壁を形成したものである。

（作用） 本考案では上記の手段により、 (1) ヘツドボルトボスと副室形成壁とに連続して
シリンダ配列方向に延びる外壁が、ヘツド下面
壁の延出部よりシリンダボア中心寄り位置にお
いてしかもシリンダ配列方向に沿つて直線状に
延びる直線壁で構成されているため、ヘツドボ
ルトボスから副室形成壁に至るボルト軸力の伝
達経路が最短距離となり、この間における弾性
変形に起因するボルト軸力の伝達効率の低下が
可及的に低減される、 (2) 外壁が直線壁で構成されているため、該外壁
は副室形成壁に対して十分に連結されることと
なり、それだけ該外壁と副室形成壁との連結部
分の周方向長さが長くなり、外壁側から副室形
成壁側へのボルト軸力の伝達効率が向上する、 (3) 副室形成壁の外面とヘツド下面壁の延出部と
が縦壁により連結されているため、該副室形成
壁及び延出部のシリンダ軸方向における剛性が
向上し、該副室形成壁及び延出部の熱変形及び
これに伴う副室形成壁下面部分における面圧低
下が抑制される、 (4) 外壁が、湾曲状の下面壁部の延出部よりもシ
リンダボア中心側に位置する直線壁で構成され
ているため、例えばこの外壁を湾曲壁で構成す
る場合や、この外壁と下面壁部をもつとシリン
ダボア中心より遠ざけた位置で直線的に形成し
た場合に比して軽量、小型化できる、 等の作用が得られる。

（実施例） 以下、第１図ないし第３図を参照して本考案の
実施例を説明する。

第１図ないし第３図には本考案の実施例に係る
シリンダヘツド構造を備えた自動車用副室式デイ
ーゼルエンジンのシリンダヘツド２が示されてい
る。このシリンダヘツド２は、第３図に示す如く
各シリンダボア５，５・・に対応させてその軸方
向中央部にそれぞれ対をなす吸気ポート１１と排
気ポート１２をそれぞれ形成している。また、こ
の対をなす吸気ポート１１と排気ポート１２の側
方で且つシリンダボア５のシリンダ配列方向に直
交する方向の周縁部に対応する位置には、副室４
が形成されている。この副室４は、第２図及び第
３図にそれぞれ示すように、副室形成壁２３によ
り略半球状に囲繞されて構成され、且つその下面
はシリンダヘツド２の下面２ａに開口されてい
る。また、このシリンダヘツド２の下面２ａを構
成するヘツド下面壁２４は、副室４の下面周辺に
おける接合面を十分にとるという観点から、第２
図及び第３図に示す如くその副室４側の側端部２
１ａのしかも副室４に対応する部分２４ａを副室
形成壁２３の湾曲形状に合わせて外方へ湾曲状に
膨出させ、この部分２４ａを延出部２５としてい
る。尚、この副室４には、副室形成壁２３を内外
方向に貫通してノズル取付穴６とグロープラグ取
付穴７とが開口されている。

さらに、このシリンダヘツド２の幅方向両側部
には、シリンダ配列方向に沿つて所定間隔でヘツ
ドボルトボス２２，２２・・が形成されている。
そして、特に副室４形成側においては、このヘツ
ドボルトボス２２，２２・・はそれぞれシリンダ
配列方向において隣接する副室４，４の中間位置
に位置している。そして、この各ヘツドボルトボ
ス２２，２２・・と、各副室４，４・・は、外壁
１６によつてシリンダ配列方向に連続され、その
内部にウオータジヤケツト１０を形成している。

この場合、この実施例においては本考案を適用
して、外壁１６を、上記ヘツド下面壁２４の延出
部２５よりもシリンダボア５の中心寄り位置でし
かも各ヘツドボルトボス２２，２２・・と副室形
成壁２３，２３・・とをシリンダ配列方向に沿つ
て直接的に連結する如くされた直線壁で構成して
いる。従つて、ヘツドボルトボス２２から各副室
４，４・・に至るボルト軸力の伝達経路が最端距
離となり、しかも外壁１６が副室形成壁２３に対
してその接線方向から連結されるところから両者
の連結部分がほぼ副室形成壁２３の半周近くまで
拡大されることになる。

さらに、この実施例においては、延出部２５と
副室形成壁２３との剛性を高めてその熱変形を抑
制する意味から、本考案を適用して、副室形成壁
２３の外面と該副室形成壁２３から側方に突出す
るヘツド下面壁２４の延出部２５との間に跨つて
縦壁１７を形成している。

このように構成されたシリンダヘツド２は、そ
の下面２ａとシリンダブロツク１の上面１ａとの
間にガスケツト１４を介在させた状態で該シリン
ダブロツク１の上面１ａに衝合され、且つ上記各
ヘツドボルトボス２２，２２・・に取付けた複数
のヘツドボルト９，９・・によりシリンダブロツ
ク１側に締着固定されるが、その場合におけるこ
のシリンダブロツク１とシリンダヘツド２の合せ
面におけるシール性は、上記ヘツドボルト９，
９・・のボルト軸力により両者間に作用する面圧
を適正値に維持することにより確保されるもので
ある。ところが、特にこの実施例の如くシリンダ
ボア５の周縁部に副室４を形成した副室式デイー
ゼルエンジンにおいてはこの副室周辺における面
圧低下によるガスシール性の確保が懸念されるこ
とは既述の通りである。

ところが、この実施例のものにおいては、上述
の如く本考案を適用して外壁１６を直線壁とする
とともに副室形成壁２３とヘツド下面壁２４の延
出部２５との間に縦壁１７を形成したことによ
り、副室４周辺部分におけるガスシール性が高水
準に維持されるようになつている。

即ち、外壁１６が直線壁とされたことにより、
ヘツドボルトボス２２に設けたヘツドボルト９の
ボルト軸力が副室形成壁２３に伝達される時の伝
達経路の長さが最端距離となり、その結果、この
外壁１６の弾性変形によるボルト軸力の伝達効率
の低下が可及的に低減される。

また、外壁１６が直線壁６５とされこれにより
該外壁１６が副室形成壁２３に対してほぼその接
線方向に連結されるところから、例えば外壁１６
が副室形成壁２３に対してその径方向に突合せ状
態で連結する場合（第４図参照）に比して両者の
連結部分の長さが長くなり、それだけヘツドボル
ト９のボルト軸力が副室形成壁２３に対してその
周方向のより長い範囲で伝達され、それだけ副室
形成壁２３側へのボルト軸力の伝達効率が向上す
る。

さらに、縦壁１７によりヘツド下面壁２４の延
出部２５及び副室形成壁２３のシリンダ軸方向に
おける剛性が高められるところから、副室形成壁
２３部分が燃焼熱により高温となつた場合におい
てもその熱変形及びこれに伴う面圧低下がともに
効果的に抑制される。

このように、ヘツドボルト９のボルト軸力が効
率良く副室形成壁２３側に伝達されることと、熱
変形によるシール面の面圧低下が抑制されること
の相乗作用により、副室４の周辺におけるガスシ
ール性能が高水準に維持されるものである。

（考案の効果） 本考案のエンジンのシリンダヘツド構造は、シ
リンダ配列方向に沿つてヘツドボルトボスを形成
するとともに、シリンダボアのシリンダ配列方向
に直交する方向の周縁部に対応する位置に副室形
成壁で囲繞され且つヘツド下面に開口する副室を
配置してなるエンジンのシリンダヘツドにおい
て、シリンダ軸方向の上方から見て、上記ヘツド
下面を構成する下面壁部の上記副室側の側端部
を、該副室に対応する部分を頂部としてシリンダ
配列方向に直交する方向に向けて湾曲状に膨出さ
せてこれを延出部とする一方、上記副室形成壁に
連続してシリンダ配列方向に延びる外壁を、上記
下面壁部の上記延出部よりもシリンダボア中心側
位置においてしかも該副室形成壁と上記ヘツドボ
ルトボスとをシリンダ配列方向に沿つて直線状に
連結する直線壁で構成し、さらに上記外壁の上記
副室に対応する位置の外面と上記下面壁の上記延
出部との間に跨つてシリンダ軸方向に延びる縦壁
を形成したことを特徴とするものである。

従つて、本考案のエンジンのシリンダヘツド構
造によれば、 (1) ヘツドボルトボスと副室形成壁とに連続して
シリンダ配列方向に延びる外壁が、ヘツド下面
壁の延出部よりシリンダボア中心寄り位置にお
いてしかもシリンダ配列方向に沿つて直線状に
延びる直線壁で構成しているため、ヘツドボル
トボスから副室形成壁に至るボルト軸力のガス
ケツトが最短距離となり、この間における弾性
変形に起因するボルト軸力の伝達効率の低下が
可及的に低減される、 (2) 外壁が直線壁で構成されているため、該外壁
は副室形成壁に対して十分に連結されることと
なり、それだけ該外壁と副室形成壁との連結部
分の周方向長さが長くなり、外壁側から副室形
成壁側へのボルト軸力の伝達効率が向上する、 (3) 副室形成壁の外面とヘツド下面壁の延出部と
が縦壁により連結されているため、該副室形成
壁及び延出部のシリンダ軸方向における剛性が
向上し、該副室形成壁及び延出部の熱変形及び
これに伴う副室形成壁下面部分における面圧低
下が抑制される、 等のことから副室周辺におけるガスシール性が向
上するという効果が得られる。

さらに、外壁が、湾曲状の下面壁部の延出部よ
りもシリンダボア中心側に位置する直線壁で構成
されているため、例えばこの外壁を湾曲壁で構成
する場合や、この外壁と下面壁部をもつとシリン
ダボア中心より遠ざけた位置で直線的に形成した
場合に比して軽量、小型化できるという実用的効
果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係るシリンダヘツド
構造を備えた自動車用副室式デイーゼルエンジン
のシリンダヘツドの要部正面図、第２図は第１図
の−要部縦断面図、第３図は第２図の−
要部縦断面図、第４図は従来のシリンダヘツド構
造の説明図である。 １……シリンダブロツク、２……シリンダヘツ
ド、３……ピストン、４……副室、５……シリン
ダボア、６……ノズル取付穴、７……グロープラ
グ取付穴、８……ヘツドボルト取付穴、９……ヘ
ツドボルト、１０……ウオータジヤケツト、１１
……吸気ポート、１２……排気ポート、１６……
外壁、１７……縦壁、２２……ヘツドボルトボ
ス、２３……副室形成壁、２４……ヘツド下面
壁、２５……延出部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダ配列方向に沿つてヘツドボルトボスを
   形成するとともに、シリンダボアのシリンダ配列
   方向に直交する方向の周縁部に対応する位置に副
   室形成壁で囲繞され且つヘツド下面に開口する副
   室を配置してなるエンジンのシリンダヘツドにお
   いて、シリンダ軸方向の上方から見て、上記ヘツ
   ド下面を構成する下面壁部の上記副室側の側端部
   を、該副室に対応する部分を頂部としてシリンダ
   配列方向に直交する方向に向けて湾曲状に膨出さ
   せてこれを延出部とする一方、上記副室形成壁に
   連続してシリンダ配列方向に延びる外壁を、上記
   下面壁部の上記延出部よりもシリンダボア中心側
   位置においてしかも該副室形成壁と上記ヘツドボ
   ルトボスとをシリンダ配列方向に沿つて直線状に
   連結する直線壁で構成し、さらに上記外壁の上記
   副室に対応する位置の外面と上記下面壁の上記延
   出部との間に跨つてシリンダ軸方向に延びる縦壁
   を形成したことを特徴とするエンジンのシリンダ
   ヘツド構造。