JPH0521647Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、内燃機関のシリンダヘツドに関す
る。

〔従来の技術〕

従来、内燃機関のシリンダブロツクの上部に設
けられるシリンダヘツドは、アルミ等の金属材で
構成されたものが用いられている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、上述の従来のシリンダヘツドは、金
属材で構成されているので、重量が重くかつ熱が
伝わりやすくなつている。このため、温度変化も
大きく熱変形しやすくなつている。したがつて、
バルブ摺動部やその他動弁系等のクリアランスが
温度変化によつて大きく変化してしまい、バルブ
摺動部等の摩擦抵抗が大きくなる可能性があると
いう問題点がある。

また、音の透過率も高くなつているので、エン
ジンの騒音が大きくなつてしまうという問題点も
ある。

本考案は、このような問題点の解決をはかろう
とするもので、上半部を合成樹脂材で構成するこ
とにより重量が軽く、また熱変形が少ない上に、
エンジン騒音を低減しうるようにした、合成樹脂
製上半部付きシリンダヘツドを提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本考案の合成樹脂製上半部付きシリ
ンダヘツドは、カムにより直接駆動されるバケツ
トを嵌挿されたバケツト摺動部とカムジヤーナル
とを有する上半部と、吸排気ポートを有する下半
部とを組み立てて構成される分割式シリンダヘツ
ドにおいて、上記上半部が合成樹脂で形成される
とともに、上記下半部が金属材で形成されて、上
記上半部におけるバケツト摺動部とカムジヤーナ
ルとが、それぞれの摺動面にメタルを装着されて
いることを特徴としている。

〔作用〕

上述の本考案の合成樹脂製上半部付きシリンダ
ヘツドでは、その上半部に伝わる熱量が減少して
温度変化によるシリンダヘツドの歪が減少する。
また、上記上半部に伝わる振動も減少する。

〔実施例〕

以下、図面により本考案の一実施例としての合
成樹脂製上半部付きシリンダヘツドについて説明
すると、第１図はその装着されたエンジンを示す
縦断面図、第２図はそのカムジヤーナル部を示す
断面図、第３図はそのメタル部材を示す斜視図、
第４図はそのメタル部材の装着部分を示す断面図
である。

さて、この実施例は４サイクルDOHC方式の
直列４気筒エンジンのシリンダヘツドに関するも
のであるが、このエンジンの本体部は、シリンダ
ブロツク１、その上側の下半部シリンダヘツド
（シリンダヘツドロア）２、その上側において下
半部シリンダヘツド２とともにシリンダヘツドを
構成する上半部シリンダヘツド（シリンダヘツド
アツパ）３、その上側のシリンダヘツドカバー
４、シリンダブロツク１の下側のクランクカバー
５およびオイルパン６で構成される。

このようにこのシリンダヘツドは、下半部シリ
ンダヘツド２と上半部シリンダヘツド３とを組み
立てて構成される分割式シリンダヘツドとなつて
いるが、この上半部シリンダヘツド３に動弁系を
なす吸気カム軸３８、排気カム軸３９、吸気弁ば
ね４０、排気弁ばね４１等が収容されるととも
に、下半部シリンダヘツド２に吸気ポート３２と
排気ポート３４とがそなえられている。また、上
半部シリンダヘツド３はガラス繊維入りナイロン
樹脂等による合成樹脂となつており、例えば線膨
張係数20×10⁶／℃、熱伝導率8.33×10⁴cal／
mms℃、密度1.5g／cm³のナイロン66系の樹脂で
あり、また下半部シリンダヘツド２は例えば線膨
張係数22×10⁶／℃、熱伝導率2.99×10²cal／
mms℃、密度2.7g／cm³のアルミ材で形成され、
カムのバケツト５１，５２との摺動面には、アル
ミニウム系や銅系の軟金属製のメタル部材５３，
５４が装着されている。

ここで、これらのメタル部材５３，５４はいず
れもフランジ部５３ａ，５４ａを上端縁に有する
円筒体として構成されているが、これらのメタル
部材５３，５４の上半部シリンダヘツド３への装
着は、第３，４図に示すように、メタル部材５
３，５４をその爪５３ｂ，５４ｂが鎖線のように
伸びた状態でまずバケツト５１，５２の摺動部に
上方から挿入し、フランジ部５３ａ，５４ａが上
半部シリンダヘツド３と当接してから爪５３ｂ，
５４ｂを外方へ折り曲げることにより行なわれ
る。

また、第２図に示すように、上半部シリンダ３
におけるカムジヤーナル部３ａ，３ｂの摺動部に
は、それぞれ同じくアルミニウム系や銅系の軟金
属製のメタル部材５７，５８が装着されている。
さらに、カムジヤーナル部３ａ，３ｂの上部には
それぞれ合成樹脂製カムジヤーナルキヤツプ５
５，５６が取り付けられており、その摺動部には
それぞれアルミニウム系や銅系の軟金属製のメタ
ル部材５９，６０が装着されている。そして、吸
気カム軸３８のカムシヤフトジヤーナル部３８ａ
が、カムジヤーナル部３ａとカムジヤーナルキヤ
ツプ５５とに、メタル部材５７，５９を介して軸
支されている。また、排気カム軸３９のカムシヤ
フトジヤーナル部３９ａが、カムジヤーナル部３
ｂとカムジヤーナルキヤツプ５６とに、メタル部
材５８，６０を介して軸支されている。

一方、この上半部シリンダヘツド３の底壁には
複数の通しボルト１０の貫通孔が形成され、これ
ら通しボルト１０が上半部シリンダヘツド３、下
半部シリンダヘツド２、シリンダブロツク１、ク
ランクカバー５を一体結合している。ここで、各
通しボルト１０はその中央部分をオイルジヤケツ
ト１５内に露出したまま配置されており、その他
の部分は全てガイド穴に挿通されている。

シリンダブロツク１の下部中央にはエンジン長
手方向（第１図の紙面垂直方向）に長いクランク
軸７が収容されるようになつており、このためこ
の部分にクランク軸７を枢支するための複数のク
ランク軸受８が設けられ、そのアツパ部８ａがシ
リンダブロツク１の底部に一体に形成されてい
る。

クランク軸受８のロア部８ｂはシリンダブロツ
ク１側のアツパ８ａに対して下方より重合するク
ランクカバー５内に一体形成される。クランクカ
バー５は左右のスカート部５ａ，５ｂとこれらの
間に縦列配置される複数のクランク軸受８のロア
部８ｂとからなる梯子形をしており、そのクラン
クカバー５はシリンダブロツク１に対してその周
縁部を複数のボルト９により締付けられ、且つ、
アツパ部８ａおよびロア部８ｂの両部材からなる
クランク軸受８はそれぞれ複数の通しボルト１０
により締付けられる。

また、クランクカバー５の下向開口はオイルパ
ン６により閉鎖され、オイルパン６の一部にはオ
イルパン６内の潤滑油をエンジン各部に供給する
ためのオイルポンプ１１が収容される。なお、こ
のオイルポンプ１１はチエーン等を介してクラン
ク軸７によつて駆動される。

シリンダブロツク１の側部周壁には上下に摺動
するピストン１２を収容した内周壁部材としての
ライナ部１３が４つ縦列状態で形成されるととも
に、これらのライナ部１３を覆うように別体で形
成された外周壁部材としての板状のカバー１４が
取り付けられ、これらライナ部１３とカバー１４
とでその間に密封されたオイルジヤケツト１５を
構成している。すなわち、このライナ部１３は、
四隅に柱部をそなえ、これら４本の柱部と上下の
各フランジ部１３ａとに図示しないパツキンを介
し前後左右の４つの板状のカバー１４がボルト止
めされる。このようにしてライナ部１３とカバー
１４との間の環状スペースがオイルジヤケツト１
５として形成される。これによりカバー１４でオ
イルジヤケツト１５の外側部を覆つてこれらのカ
バー１４でオイルジヤケツト１５の外側壁を構成
する。

第１図において左側の側部周壁をなすライナ部
１３の下端にはエンジン長手方向に長い横向きの
突条１３ｂが形成され、その突条１３ｂの先端は
カバー１４の内壁面に密接するようになつてお
り、この突条１３ｂにより、その上側にオイルジ
ヤケツト１５が下側にオイルギヤラリ１７が区分
されて形成される。これらオイルジヤケツト１５
やオイルギヤラリ１７は下部油潤環系内にあり、
オイルギヤラリ１７はシリンダブロツク１の下部
壁に形成した降圧油路１８、シリンダブロツク１
の下部外側に取り付けられるオイルクリーナ１
９、高圧油パイプ２０等を介しオイルポンプ１１
の吐出口に接続される。また、このオイルギヤラ
リ１７の上壁となる突条１３ｂの所定位置には圧
力調整手段としてのチエツクバルブ２２が設けら
れており、このチエツクバルブ２２により、オイ
ルギヤラリ１７の高圧油の油圧を所定量低下させ
るとともに、これをオイルジヤケツト１５内の低
圧油内に流入させ、且つ、エンジン長手方向に長
いオイルジヤケツト１５内に流入させることがで
きる。

また、第１図において右側に描かれているオイ
ルジヤケツト部分の外側壁を形成するカバー１４
の一部には上下に長いリターン路２３が一体に形
成されている。そして、このリターン路２３はオ
イルジヤケツト１５の上端縁に向け開口するオー
バーフロー孔２４とクランク室２５上部の戻り口
２６とを連通する。また、クランク室２５内には
その戻り口２６の下方に湾曲板２７が配置され、
戻り口２６からの油を下方のオイルパン６にスム
ーズに流入させるようになつている。したがつ
て、油はオイルギヤラリ１７からオイルジヤケツ
ト１５内に供給された分だけオーバーフロー孔２
４から溢れてオイルパン６内に戻され、オイルジ
ヤケツト１５内には油が循環しながら常に所定量
の油が保持されている。

さらに、シリンダブロツク１の上端縁には、上
半部シリンダヘツド２、シリンダブロツク１、ピ
ストン１２により形成されるエンジン燃焼室２８
の周囲を環状に取り巻く二重の環状溝２９ａ，３
０ａが形成されており、このうち、内側の環状溝
２９ａは上端から下方に向かつて延出量Ｈだけ延
出形成されている。

一方、燃焼室２８の上部側周壁を形成する下部
シリンダヘツド２は、各燃焼室２８の吸気ポート
３１を吸気マニホールド３２に、排気ポート３３
を排気マニホールド３４にそれぞれ連通させると
ともに、吸・排気弁３５，３６を収容する。ま
た、その下端部には下向きに開口する下向環状溝
２９ｂ，３０ｂを形成され、これらはシリンダブ
ロツク１側の二重の上向環状溝２９ａ，３０ａと
対向することでウオータジヤケツト２９とその外
側のウオータギヤラリ３０とを構成する。なお、
ウオータジヤケツト２９は吸気ポート３１および
排気ポート３３の周囲を包むよう上方に延出形成
されている。

ここでウオータギヤラリ３０やウオータジヤケ
ツト２９はともに冷却水循環系内にあり、図示し
ないウオータポンプの吐出する冷却水を受けたウ
オータギヤラリ３０はこれをウオータジヤケツト
２９側へ偏よりなく均等に供給する。すなわち、
ウオータギヤラリ３０とウオータジヤケツト２９
とは複数箇所でそれぞれ内径の異なる連通孔３７
を介して連通している。また、ウオータジヤケツ
ト２９の所定位置には流出口（図示せず）が形成
され、この流出口から排出される冷却水は図示し
ない冷却水パイプを介しウオータポンプ（図示せ
ず）に戻されるようになつている。

なお、カムジヤーナルキヤツプ５５，５６をア
ルミニウム等の金属材で形成してもよい。また各
摺動部にメタル部材５３，５４，５７〜６０を装
着する代わりに、メツキを施すようにしてもよ
い。

なお、符号４２は、カム軸室を示す。

上述の構成により、このエンジンの上半部シリ
ンダヘツド３は、従来の金属製のものと比べて軽
量化できるようになり、エンジン全体の重量も軽
量化される。そしてその製造においても上半部シ
リンダヘツド３は、従来よりも容易に成形が行な
えるようになる。

また、合成樹脂材は金属材よりも音の透過率が
低くなつているので、上半部シリンダヘツド３に
伝わる音も小さくなり、エンジン騒音が低減され
る。

なお、上半部シリンダヘツド３はエンジン運転
時に燃焼室からの燃焼熱が下半部シリンダヘツド
２を介して伝達されて、温度が200〜300℃程度と
なるので、合成樹脂材を用いても耐熱上問題はな
い。

さらに、このエンジンが運転される場合、上半
部シリンダヘツド３は、材質が合成樹脂であり断
熱性が大きくなつているので、シリンダブロツク
１および下半部シリンダヘツド２から伝わる熱量
が小さくなつている。したがつて上半部シリンダ
ヘツド３は、その温度変化が小さくなつて熱変形
が軽減されるので、カムのバケツト５１，５２と
上半部シリンダヘツド３とのクリアランスや、カ
ムジヤーナル部３ａ，３ｂおよびカムジヤーナル
キヤツプ５５，５６とカムシヤフトジヤーナル部
３８ａ，３９ａとのクリアランスが、運転状態に
よつて大きく変化しなくなる。

このため、フリクシヨンを低減するよう各クリ
アランス適正な値に設定しておくことにより、運
転状態にかかわらず各摺動部におけるフリクシヨ
ンが低く保たれる。

〔考案の効果〕

以上詳述したように、本考案の合成樹脂製上半
部付きシリンダヘツドによれば、カムにより直接
駆動されるバケツトを嵌挿されたバケツト摺動部
とカムジヤーナルとを有する上半部と、吸排気ポ
ートを有する下半部とを組み立てて構成される分
割式シリンダヘツドにおいて、上記上半部が合成
樹脂で形成されるとともに、上記下半部が金属材
で形成されて、上記上半部におけるバケツト摺動
部とカムジヤーナルとが、それぞれの摺動面にメ
タルを装着されているという簡素な構成により、
上半部シリンダヘツドが軽量化されるという利点
がある。

また、上半部シリンダヘツド３は合成樹脂で形
成されているため、アルミ材に比べて音の透過率
が低く、エンジン騒音が低減されるという利点も
ある。

さらに、上半部シリンダヘツドは断熱性が高い
ため、熱変形が軽減されて、動弁系の摺動部にお
けるクリアランスの変化が小さくなるので、摺動
部のフリクシヨンを低減するようそのクリアラン
スをあらかじめ設定しておくことにより、運転状
態にかかわらず摺動部のフリクシヨンが低く保た
れて、エンジンの効率が向上するという利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本考案の一実施例としての合成樹
脂製上半部付きシリンダヘツドを示すもので、第
１図はその装着されたエンジンを示す縦断面図、
第２図はそのカムジヤーナル部を示す断面図、第
３図はそのメタル部材を示す斜視図、第４図はそ
のメタル部材の装着部分を示す断面図である。 １……シリンダブロツク、２……下半部シリン
ダヘツド、３……上半部シリンダヘツド、３ａ，
３ｂ……カムジヤーナル部、４……シリンダヘツ
ドカバー、５……クランクカバー、６……オイル
パン、７……クランク軸、８……クランク軸受、
８ａ……クランク軸受のアツパ部、８ｂ……クラ
ンク軸受のロア部、９……ボルト、１０……通し
ボルト、１１……オイルポンプ、１２……ピスト
ン、１３……ライナ部、１３ａ……フランジ部、
１３ｂ……突条、１４……カバー、１５……オイ
ルジヤケツト、１７……オイルギヤラリ、１８…
…高圧油路、１９……オイルクリーナ、２０……
高圧油パイプ、２２……チエツクバルブ、２３…
…リターン路、２４……オーバーフロー孔、２５
……クランク室、２６……戻り口、２７……弯曲
板、２８……エンジン燃焼室、２９……ウオータ
ジヤケツト、２９ａ，２９ｂ……環状溝、３０…
…ウオータギヤラリ、３０ａ，３０ｂ……環状
溝、３１……吸気ポート、３２……吸気マニホー
ルド、３３……排気ポート、３４……排気マニホ
ールド、３５……吸気弁、３６……排気弁、３７
……連通孔、３８……吸気カム軸、３８ａ……カ
ムシヤフトジヤーナル部、３９……排気カム軸、
３９ａ……カムシヤフトジヤーナル部、４０……
吸気弁ばね、４１……排気弁ばね、４２……カム
軸室、５１，５２……バケツト、５３，５４……
メタル部材、５５，５６……カムジヤーナルキヤ
ツプ、５７〜６０……メタル部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. カムにより直接駆動されるバケツトを嵌挿され
   たバケツト摺動部とカムジヤーナルとを有する上
   半部と、吸排気ポートを有する下半部とを組み立
   てて構成される分割式シリンダヘツドにおいて、
   上記上半部が合成樹脂で形成されるとともに、上
   記下半部が金属材で形成されて、上記上半部にお
   けるバケツト摺動部とカムジヤーナルとが、それ
   ぞれの摺動面にメタルを装着されていることを特
   徴とする、合成樹脂製上半部付きシリンダヘツ
   ド。