JPH0491351A - 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

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JPH0491351A
JPH0491351A JP2401023A JP40102390A JPH0491351A JP H0491351 A JPH0491351 A JP H0491351A JP 2401023 A JP2401023 A JP 2401023A JP 40102390 A JP40102390 A JP 40102390A JP H0491351 A JPH0491351 A JP H0491351A
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JP
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cylinder head
cylinder
holder
web
bearing
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JP2401023A
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Manfred Batzill
マンフレート　バッツィル
Herbert Ampferer
ヘルベルト　アムプフェラー
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Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
［０００１］
【産業上の利用分野】
本発明は請求項１の上位概念部に記載の内燃機関のシリ
ンダヘッドに関する。 ［０００２］
【従来の技術】
ＤＥ−３６４１１２９Ｃ１においてはシリンダあたり４
つの弁を有する列形内燃機関のためのカム軸支承フレー
ムであって、個別の部分としてシリンダヘッドケーシン
グにねじ結合されている形式のものが公知である。この
支承フレームはシリンダの間及びシリンダヘッドの両端
において縦方向に対して直角に延びるウェブとシリンダ
ヘッドの側方のケーシング壁の上に支持される、縦方向
に対して平行に延びる２つのウェブとを有する鋳造部分
から成っている、横方向に延びるウェブにはカム軸の軸
受のための下方の軸受半部が構成され、該軸受の上方の
半部は互いに分離された、カム軸支承フレームの上にね
じ固定可能な軸受カバーにより形成されている。この支
承フレームはカム軸とその軸受とを個別に前もって組立
ることを可能にする。この構造の欠点はカム軸支承装置
が個別であるにも拘らず、費用のかかる構成のシリンダ
ヘッドケーシングが残り、該シリンダヘッドケーシング
がその中に配置されたコツプ形タペットのための受容部
に基づき、アンダカット部を有し、ひいては紛失するコ
アをもってしか鋳造することができないことである。こ
の場合に生じる組織と表面は強度に関して適当ではない
。 ［０００３］ ＤＥ３８１９６５５号においては、内燃機関の４弁形シ
リンダヘツドであってコツプ形タペットのための受容部
が対を成して眼鏡状にまとめられているものが開示され
ている。このシリンダヘッドは複雑な形状を有し、燃焼
室側に向き合ったカバー側に多くのアンダカット部があ
ることに基づきサンド鋳造法を必要とする。この方法で
は鋳造後にカバー側を徹底的にかつ時間をかけて掃除す
ることが必要である。 ［０００４］
【発明の課題】
本発明の課題は内燃機関のための強度の高いシリンダヘ
ッドであって、前述の欠点が回避され、ひいてはこのシ
リンダヘッドを簡単な鋳造法で製造できるようにするこ
とである。さらにこのシリンダヘッドは機械で組立るこ
とかできるようにしたい。 ［０００５］
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は請求項１の特徴により解決された。本発
明を有利に構成する他の特徴は請求項２以下に記載され
ている。本発明において特に有利であることはカム軸支
承装置とコツプ形タペットを案内するために役立つ受容
部との両方がシリンダヘッドから分離されていることで
ある。これによって燃焼室に面した下面とこの下面に向
き合ったシリンダヘッドカバー側とが簡単な形状に基づ
き共通の鋳造法、例えば金型鋳造により製造可能である
。この場合に生じる鋳造組織は大きな均質性を有し、公
知の解決策に比べて改良された材料特性値を有している
。 これによりシリンダヘッドケーシングにおける亀裂形成
のリスクは明らかに減少させられる。保持体はシリンダ
ヘッドとは無関係にダイカスト法により製造可能で、次
いでコスト的に有利に加工することができる。保持体上
方部分と下方部分はそれぞれ中央ウェブの部分と複数の
横ウェブの部分とを有している。横ウェブを補強するた
めには特別な、重量を高める縦ウェブが保持体に配置さ
れておらずむしろこの機能は中央ウェブの両側で保持体
下方部分を延びるステーによって引受けられる。ステニ
はコツプ形タペットを案内する受容部を有し、該受容部
はブリッジを介して互いに結合されている。各受容部は
この場合も少なくとも１つの支持体を介して保持体下方
部分を延びる中央ウェブの部分に支えられている。 請求項９に記載されたそれぞれ２つの吸気弁と２つの排
気弁とをシリンダあたり有している内燃機関に使用され
る有利な実施例では、コツプ形タペットを支承するため
に役立つ、対を成して協働する、１つのシリンダの受容
部は、リブとして構成されたブリッジを介して互いに結
合されているのに対し、隣接するシリンダに属する受容
部の間のブリッジは２つのカム軸のための軸受の軸受下
部として構成されている。これにより重量の軽い剛性の
保持体が生じ、該保持体のステーはその形状により保持
体の補強に役立ちかつコツプ形タペットの支承部として
働く［０００６］ 請求項１０に記載した他の実施例においては対を成して
協働する、１つのシリンダの受容部は１つのカム軸の軸
受の軸受下部として構成されたブリッジを介して結合さ
れている。この場合、隣接するシリンダに属する受容部
の間のブリッジはリブとして構成されたブリッジにより
結合されている。 ［０００７］ 両方の実施例においては、各シリンダの上方の中央ウェ
ブは円形リング状に少なくとも１つのリングエレメント
に拡大されている。リングエレメントにより形成された
通過開口は点火プラグ又は噴射装置の取付けを保証する
。各シリンダの上方に２つのリングエレメントを備えた
別の実施例においては、例えばダブル点火を実施するこ
とができる。この場合には有利には２つの弁がシリンダ
あたり配置される。 ［０００８］ 本発明のすべての実施例においては、保持体上方部分の
輪郭は保持体下方部分の輪郭に適合させられている。つ
まり保持体上方部分はそれに相応した数のリングエレメ
ントを中央ウェブに有し、カム軸の軸受の軸受上部はそ
れぞれ軸受下部として構成された保持体下方部分のブリ
ッジの上方に配置されている。保持体をさらに補強する
ためには保持体上方部分においては横ウェブの間に補強
リブを配置することができる。したがって保持体はシリ
ンダあたり２ろ又はそれ以上の弁を備えた、シングルま
たはダブル点火装置を有する圧縮又は火花点火式内燃機
関に有利に用いることができる。 ［０００９］ さらに重要な別の利点は、本発明によって燃焼室に対す
る弁位置及びシリンダヘッドねじの配置に関して大きな
自由度が与えられることである。例えば燃焼室に対して
球状に配置された４つの弁をシリンダあたり有している
内燃機関においてはシリンダヘッドケーシングにコツプ
形タペット案内が配置されている場合には内燃機関の小
さい構成長さに対する要求を同時に充たしてシリンダヘ
ッドねじを負荷に適しカリ容易に接近できるように配置
することはできない。本発明のようにカム軸軸受とコツ
プ形タペットを取出してはじめてシリンダヘッドねじの
貫通孔として役立つ、シリンダヘッドケーシングにおけ
る孔に対する自由な接近性が可能になり、この孔をその
下にあるシリンダブロックの最大強度範囲に負荷に適す
るように配置することが可能になる。 ［００１０］ シリンダヘッドの組立はまず弁をシリンダヘッドケーシ
ング内に導入しかつシリンダヘッドねじを取付けること
を必要とする。次いで弁ばね及び弁皿が取付けられる。 さらにそのあとで完全に前もって組立られな保持体が総
ユニットとしてシリンダヘッドケーシングの上にねじ結
合されるが又はその単個部分が順次取付けられ得る。後
者の場合にはまず保持体下方部分が挿入され、コツプ形
タペットが受容部に導入される。次いでカム軸が挿入さ
れ、保持体上方部・分が保持体下方部分の上に、保持体
全体がシリンダヘッドケーシングの上にねじ結合される
如くねじ結合される。 ［００１１］ 保持体を完全に前もって組立ることは機械で行い、次い
で機械でシリンダヘッドケーシングの上に取付けること
ができる。 ［００１２］ 次に図面について本発明を説明する。 ［００１３］ 多シリンダ型内燃機関のシリンダヘッド１はシリンダブ
ロック２の上に配置されたシリンダヘッドケーシング３
とその上に取付けられた保持体４を有し、この保持体４
にはカム軸５が軸受６を介して配置されている。シリン
ダヘッド１はシリンダあたり４つの球状に配置された弁
７をそれに配属されたばね８とばね皿９と共に有してい
る。弁７は円錐状のカム１０によりコツプ形タペット１
１を介して直接的に作動される。弁がそれに沿って運動
させられる弁７の中心縦軸線Ｖはカム軸５の中・、ｎ・
縦軸線Ｎと交差する。保持体４は保持体上方部分１２と
保持体下方部分１３とから成っている。さらに保持体４
は縦ウェブ１４として延びる中央ウェブ１５を有し、該
縦ウェブは内燃機関のクランク軸に対して平行に延び、
保持体上方部分１２及び保持体下方部分１３に構成され
ている。中央ウェブ１５の両側にはこれから間隔をおい
て平行に保持体下方部分１３に、コツプ形タペット１１
の受容部１７とこの受容部１７を結合するブリッジ１８
とにより構成されたステー１６が設けられている。この
受容部１７は弁７の中心縦軸線Ｖに対して同軸的に配置
されている。 ［００１４］ 中央ウェブ１５とステー１６に対して横方向に保持体上
方部分１２と保持体下方部分１３とに構成された横ウェ
ブ１９が延びている。保持体上方部分１２と保持体下方
部分１３との間を延びる平らな分離平面２０内をカム軸
５の中心縦軸線Ｎが延びている。軸受６はそれぞれ保持
体上方部分１２における軸受上方部分２１と保持体下方
部分１３における軸受下方部分２２とから形成されてい
る。 ［００１５］ 各受容部１７は少なくとも１つの支持部２３を介して保
持体下方部分１３に結合されている。ステー１６は支持
部２３と共に分離平面２０の下側を延びている内燃機関
の各シリンダの上方においては中央ウェブ１５は円形リ
ング状にリングエレメント２４に拡大されており、この
リングエレメント２４は通過開口２５を有し、シリンダ
縦軸線２に対して同心的に配置されている。通過開口２
５は点火プラグ２７への接近を可能にするチューブ２６
の押込みを可能にする。 ［００１６］ 保持体４には潤滑通路システムが配置され、該潤滑通路
システムは内燃機関の潤滑回路に接続されている。この
システムは通路２８，２９．３０を有し、通路２８．２
９は保持体上方部分１２の内部で中央ウェブ１５と横ウ
エブ１９内を延びており、通路３０は支持部２３内に配
置されている。通路２８は図示されていない内燃機関の
潤滑回路の任意の個所に接続され、通路２９．３０への
潤滑油の分配器として役立つ。通過開口２５は通路２８
から一様に潤滑油にさらされるので、リングエレメント
２４の範囲で保持体下方部分１３に接続された通路３０
は受容部１７に潤滑油をコツプ形タペットを案内するた
めに供給する。横ウェブ１９の範囲で通路３０は通路２
８から分岐し、潤滑油をカム軸５の軸受６に導く。 ブリッジ１８はシリンダに属する受容部１７の間でリブ
３１として構成されている。このリブ３１は所属の受容
部１７の間隔が小さく、受容部１７が一緒に鋳造される
場合には省略することができる。 ［００１７］ 隣接するシリンダに所属する２つの隣接する受容部１７
の間ではブリッジ１８は軸受下部２２として構成されて
いる。この軸受下部２２の範囲ではステー１６の間を延
びる横ウェブ１９が配置され、軸受下方部分２２と一体
に構成されている。軸受下方部分２２の下側に横ウェブ
１９は突起２２を有し、この突起１９は１つの横ウェブ
１９の隣接して位置する受容部１７をその構成高さに亘
って剛性に互いに結合するために役立つ。 ［００１８］ 保持体上方部分１２内を延びる横ウェブ１９の部分には
軸受上部２１が構成されている。軸受上部２１の両側及
び中央ウェブ１５の範囲には保持体上方部分１２に孔３
３が配置されている。該孔は保持体下方部分１３及びシ
リンダヘッドケーシング３における別の孔３３と協働し
てねじ結合３４．３５を可能にする。 ［００１９］ 前述の部分を組立る場合にはまずシリンダヘッドケーシ
ング３がシリンダヘッドねじ３６でシリンダブロック２
に固定される。この場合には弁７はすでに相応の案内部
内に押込まれている。シリンダヘッドねじ３６を受容す
るためにはシリンダヘッドケーシングに孔３７が設けら
れている。次いでばね８とばね皿９が弁７に取付けられ
る。この時点では図１においてＡで示された状態がシリ
ンダヘッドのために与えられる。このあとで既に冒頭に
述べたように完全にカム軸５とコツプ形タペット１１を
備えた保持体４が総ユニットとして又は個々の部材とし
て順次取付けられる。後者の可能性については以後詳細
に説明する。 ［００２０］ 保持体下方部分１３はまず３つの接触面３８でシリンダ
ヘッドケーシング３に図１において符号Ｂで示した部分
に図示した状態がシリンダヘッド全体に与えられる。 ［００２１］ カム軸５を軸受下部２２内に挿入したあとで（図１の区
分Ｃ）、保持体上方部分１２がねじ結合３４により保持
体下方部分１３に固定される。ねじ結合３５のねじは接
触面３８を貫通し、保持体下方部分１３をシリンダヘッ
ドケーシング３と保持体上方部分１２との間に締付は固
定し、保持体４をシリンダヘッド１に固定する（図１の
区分Ｄ）。次いでフード３９がシリンダヘッド１の上に
載せられる。このフード３９は保持体４をＵ字形に取囲
み、接触面３８と一緒に加工できるフランジ４０の上に
支持される。有利にはフード３９とフランジ４０との間
にある面は完全に平らで、孔を有していないので、シー
ルが簡単に可能である。 ［００２２］ 通過孔２５内にはチューブ２６が差込まれる。このチュ
ーブ２６は点火プラグ範囲を２つのシール部材４１でフ
ード３９の開口４２とシリンダヘッドケーシング３の保
持部４３においてシールする。ねじ結合部３４．３５を
、シリンダヘッドねじが配置されている平面に配置する
ことにより、保持体４とシリンダブロック２との間に適
当な、負荷に適した力の伝達が得られる。 ［００２３］ 明細書冒頭で述べたように、本発明は有利には２つ又は
３つの弁をシリンダあたり有している内燃機関に用いる
ことができる。 ［００２４］ 弁７が２つである場合には対応する受容部１７は２つの
横ウェブ１９の中央にカリこれに対して平行に位置する
平面内に向き合って位置して、いる。ダブル点火装置と
２つの弁を有している場合には２つの受容部１７は２つ
の横ウェブ１９の間に対角線方向に向き合って位置して
いる。中央ウェブ１５は各シリンダあたり２つのリング
エレメント２４を有し、このリングエレメント２４も同
様に対角線方向で向き合っている。 ［００２５］ 図５に示された本発明の別の実施例によれば、横ウェブ
１９は内燃機関の各シリングの上に配置され、それぞれ
１つのリングエレメント２４を受容している。 １つのシリンダに配属された２つの受容部はブリッジ１
８として作用する軸受下部２２と一緒に鋳造されている
。２つの隣接する、隣り合ったシリンダに所属する受容
部１７はリブ３１により結合されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】　シリンダヘッドの組立順序を示した平面図。
【図２】　図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。
【図３】　図１のＩ　Ｉ　Ｉ−Ｉ　Ｉ　Ｉ線に沿った断
面図。
【図４】　図１のＩ　Ｖ−Ｉ　Ｖ線に沿った断面図。
【図５】　本発明の別の実施例を示した図。
【符号の説明】
１　シリンダヘッド ２　シリンダブロック ４　保持体 ５　カム軸 ６　軸受 ７弁 ８　ばね ９　ばね皿 １０　カム １１　コツプ形タペット １２　保持体上方部分 １３　保持体下方部分 １５　中央ウェブ １６　ステー １７　受容部 １８　ブリッジ １９　横ウェブ ２０　分離面 ２８゜ ３４゜ 軸受上部 軸受下部 支持体 リングエレメント 通過孔 チューブ 点火プラグ ２９．３０　　通路 リブ 孔 ３５　ねじ結合部 シリンダヘッドねじ 孔 フード フランジ シール部材 開口 保持部
【書類名】
図面
【図１】

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】多シリンダ型内燃機関のシリンダヘッドで
    あって、コップ形タペットを介して弁に作用するカム軸
    を受容するために分割された保持体を有し、カム軸のた
    めの軸受を有する保持体がシリンダヘッドケーシングか
    ら取外し可能に構成されており、クランク軸の方向に互
    いに平行にかつ間隔をおいて延びる縦ウェブと該縦ウェ
    ブに対して直角に延びる横ウェブとを有している形式の
    ものにおいて、保持体（４）が縦ウェブ（１４）として
    延びるステー（１６）を有し、該ステー（１６）がコッ
    プ形タペット（１１）のための受容部（１７）とこの受
    容部（１７）を結合するブリッジ（１８）とから構成さ
    れていることを特徴とする、内燃機関のシリンダヘッド
    。
  2. 【請求項２】受容部（１７）がそれぞれ２つのブリッジ
    （１８）を介して１つのステー（１６）において保持さ
    れており、第１のブリッジ（１８）がカム軸（５）のた
    めの軸受（２０）の軸受下部（２２）としてかつ第２の
    ブリッジ（１８）がリブ（３１）として構成されている
    、請求項１記載のシリンダヘッド。
  3. 【請求項３】保持体（４）に２つのステー（１６）の間
    に縦ウェブ（１４）として延びる中央ウェブ（１５）が
    配置されている、請求項１記載のシリンダヘッド。
  4. 【請求項４】中央ウェブ（１５）と横ウェブ（１９）と
    がそれぞれ保持体（４）を形成する保持体上方部分（１
    ２）と保持体下方部分（１３）とに構成されている、請
    求項３記載のシリンダヘッド。
  5. 【請求項５】ステー（１６）が保持体下方部分（１３）
    に構成されている、請求項４記載のシリンダヘッド。
  6. 【請求項６】中央ウェブ（１５）が内燃機関の各シリン
    ダの上方において円形リング状に少なくとも１つのリン
    グエレメント（２４）に拡大されており、それぞれ１つ
    の通過孔（２５）を取囲んでいる、請求項３記載のシリ
    ンダヘッド。
  7. 【請求項７】横ウェブ（１９）に保持体上方部分（１２
    ）と保持体下方部分（１３）とを互いに結合する第１の
    ねじ結合部（３４）と、保持体（４）をシリンダヘッド
    ケーシング（３）に保持する第２のねじ結合部（３５）
    とが配置されている、請求項４記載のシリンダヘッド。
  8. 【請求項８】受容部（１７）が弁（７）の中心軸（Ｖ）
    に対して同軸に配置されている、請求項７記載のシリン
    ダヘッド。
  9. 【請求項９】それぞれ２つの隣接した、リブ（３１）を
    介して結合された受容部（１７）が内燃機関の１つのシ
    リンダの上方に配置されている、請求項２記載のシリン
    ダヘッド。
  10. 【請求項１０】それぞれ２つの隣接した、軸
    受下部（２２）を介して結合された受容部（１７）が内
    燃機関の１つのシリンダの上方に配置されている、請求
    項２記載のシリンダヘッド。
  11. 【請求項１１】横ウェブ（１９）が２つの隣接するリン
    グエレメント（２４）の間を延び、横ウェブ（１９）が
    軸受下部（２２）を有している、請求項６および９記載
    のシリンダヘッド。
  12. 【請求項１２】内燃機関の各シリンダの上方に１つのリ
    ングエレメント（２４）がシリンダ軸線（Ｚ）に対して
    同軸に配置され、横ウェブ（１９）がリングエレメント
    （２４）を有している、請求項６及び１０記載のシリン
    ダヘッド。
  13. 【請求項１３】各受容部（１７）が支持体（２３）を有
    し、この支持体（２３）が保持体下方部分（１３）と一
    体に形成されており、中央ウェブ（１５）に結合されて
    いる、請求項４記載のシリンダヘッド。
  14. 【請求項１４】保持体（４）に軸受（２０）と受容部（
    １７）を潤滑する、通路（２８、２９、３０）を有する
    潤滑剤通路システムが配置されている、請求項１記載の
    シリンダヘッド。
  15. 【請求項１５】中央ウェブ（１５）における通路（２８
    ）が保持体上方部分（１２）と保持体下方部分（１３）
    との間を延びる平面（２０）の上方に配置され、通路（
    ２９）がこの平面の上方で横ウェブ（１９）に通路（２
    ８）から分岐して配置されている、請求項４および１５
    記載のシリンダヘッド。
  16. 【請求項１６】通路（３０）が支持体（２３）の中央を
    延びるように配置され、リングエレメント（２４）内を
    延びる通路（２８）に接続されている、請求項１４及び
    １６記載のシリンダヘッド。
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