JPH07305652A - 内燃機関用シリンダヘッド - Google Patents

内燃機関用シリンダヘッド

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JPH07305652A
JPH07305652A JP6096771A JP9677194A JPH07305652A JP H07305652 A JPH07305652 A JP H07305652A JP 6096771 A JP6096771 A JP 6096771A JP 9677194 A JP9677194 A JP 9677194A JP H07305652 A JPH07305652 A JP H07305652A
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JP
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cylinder head
intake
exhaust
cylinder
passage
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JP6096771A
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Kenji Komatsu
賢二 小松
Tomotaka Takano
友孝 高野
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は従来の機能を全て備えた上で、従来の
シリンダヘッドより簡単に加工することができる形状の
シリンダヘッドを提供することを目的としている。 【構成】本発明の内燃機関用シリンダヘッドは、底面に
燃焼室が形成され、該底面がシリンダブロックに、上面
がヘッドカバーに各々結合するように構成され、前記燃
焼室に各々一端が開口する吸気通路及び排気通路備えた
シリンダヘッドにおいて、前記吸気通路を、その他端が
シリンダヘッドの上面に開口するように形成し、かつ、
前記排気通路をその他端がシリンダヘッドの底面に開口
するように各々形成したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関に使用される
シリンダヘッドの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関は、クランク軸を軸支するクラ
ンクケース、ピストンを収納するシリンダ室を構成する
シリンダブロック、シリンダ室上部に燃焼室を形成し該
燃焼室につながる吸気通路、排気通路及び吸排気用バル
ブ等を備えたたシリンダヘッド、及び前記シリンダヘッ
ドの上部を覆うヘッドカバーを積層締結して構成されて
いる。前記シリンダヘッドは、通常、その底面に燃焼室
が形成され、左右の側面から燃焼室にかけて吸気通路及
び排気通路が形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記シリンダ
ヘッドは、上述のように吸気通路、排気通路、吸排気バ
ルブに加えて、燃料噴射装置、点火プラグが設けられ、
かつウォータジャケット等を形成しなければならないの
でその形状が複雑である上、さらに上面はヘッドカバー
との合面となり、底面はシリンダブロックとの合面とな
り、側面は左右それぞれ吸気管、排気管との合面となる
ので、上下左右全ての面に高い加工精度が要求され、加
工が難しいという欠点を有する。本発明は上記した問題
点に鑑みて、従来の機能を全て備えた上で、従来のシリ
ンダヘッドより簡単に加工することができる形状のシリ
ンダヘッドを提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の内燃機関用シリンダヘッドは、底面に燃焼室
が形成され、該底面がシリンダブロックに、上面がヘッ
ドカバーに各々結合するように構成され、前記燃焼室に
各々一端が開口する吸気通路及び排気通路備えたシリン
ダヘッドにおいて、前記吸気通路及び排気通路を、それ
らの他端が各々シリンダヘッドの上面又は下面のいずれ
か一方に開口するように形成したことを特徴とするもの
である。
【０００５】
【作用】上記したように構成された本発明の内燃機関用
シリンダヘッドによれば、吸気通路及び排気通路を、そ
の燃焼室と反対側の端部が各々シリンダヘッドの上面又
は底面の何れか一方に開口するように形成しているの
で、シリンダヘッドにおける他部品との合面が上面と底
面だけになり、従来高い加工精度が必要とされていた、
左右の側面の加工を省くことが可能になる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。図１は本発明の内燃機関用シリンダヘッド
（以下、単にシリンダヘッドと称する。）の一実施例の
概略上面図、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図、図３は
図１におけるＢ−Ｂ断面図、図４は図１におけるＣ−Ｃ
断面図、図５はシリンダヘッドの概略底面図を各々示し
ている。
【０００７】図中１はシリンダヘッドを示しており、こ
のシリンダヘッド１は２気筒の内燃機関に使用できるよ
うに、その底面１ｂに２つの燃焼室２が形成されてい
る。各燃焼室２には吸気孔３及び排気孔４が一つづつ形
成されている。前記吸気孔３からは吸気通路５が上方に
向かって形成されており、この吸気通路５の他端はシリ
ンダヘッド１の上面１ａに開口している（図３参照）。
また、排気孔４からは排気通路６が一度上方に向かって
から弧を描いて下方に向かうように形成されており、こ
の排気通路６の他端はシリンダヘッド１の底面１ｂに開
口している（図４参照）。図３及び図４に示すように、
このシリンダヘッド１は一つの燃焼室２における吸気孔
３及び排気孔４に対応する位置に点火プラグ（図示せ
ず）を装着する取付け孔７が各々形成されている。ま
た、吸気通路５及び排気通路６にはその途中に吸気バル
ブ８及び排気バルブ９を装着するガイド孔８ａ及び９ａ
が各々設けられている。吸気バルブ８及び排気バルブ９
は、バルブ８ｂ及び９ｂを備えた一端が各々燃焼室２内
に伸び、他端が前記ガイド孔８ａ，９ａを通過してカム
室１０内に伸びている。また、これら吸気バルブ８及び
排気バルブ９は、各々スプリング１１によって常時は上
方、即ち吸気孔３及び排気孔４を閉じる方向に付勢され
ており、カム室１０内に設けられたカム（図示せず）の
作用で所定の周期で下方に付勢されて吸気孔３及び排気
孔４を開く。
【０００８】また、このシリンダヘッド１にはウォータ
ジャケット１２が形成されている。ウォータジャケット
１２は吸気通路５を冷却するための第１ウォータジャケ
ット１２ａと排気通路６を冷却するための第２ウォータ
ジャケット１２ｂとの２種類が形成されており、両ウォ
ータジャケット１２ａ，１２ｂ共シリンダヘッド１の上
面１ａに一端が開口し、吸気通路５及び排気通路６を冷
却するようにシリンダヘッド１全体に渡って伸び（図１
及び図２参照）、他端がシリンダヘッド１の底面１ｂに
開口している（図５参照）。冷却水は、シリンダブロッ
ク（図示せず）に形成されたウォータジャケット（図示
せず）を流れてシリンダ室（図示せず）等を冷却した
後、シリンダヘッド１の底面１ｂに位置する開口からシ
リンダヘッド１のウォータジャケット１２ａ，１２ｂに
流れ、吸気通路５及び排気通路６を冷却して、シリンダ
ヘッド１の上面１ａに位置する開口からヘッドカバー
（図示せず）に形成されたウォータジャケット（図示せ
ず）へと流れる。また、第１ウォータジャケット１２ａ
と第２ウォータジャケット１２ｂとを流れる冷却水の量
は吸気通路５よりも排気通路６をより多く冷却するよう
に制御装置（図示せず）によって制御されている。以上
のように構成されたシリンダヘッド１は上面１ａ及び底
面１ｂを合面として適当なシール材（図示せず）を介し
てヘッドカバー（図示せず）及びシリンダブロック（図
示せず）と結合される。
【０００９】図６及び図７は上記シリンダヘッド１にヘ
ッドカバー２０を取り付けた状態を説明するための図で
あり、図６（ａ）はヘッドカバー２０が取り付けたシリ
ンダヘッド１の概略上面図、図６（ｂ）はヘッドカバー
２０のフランジ部２１を矢印Ｅ方向から見た図、図７は
図６におけるＤ−Ｄ断面図を各々示している。
【００１０】図面に示すようにヘッドカバー２０には各
燃焼室２に対応する２つの吸気通路２２が形成されてお
り、これら２つの吸気通路２２は吸気管２２ａを介して
共通の一つのサージタンク２３に連結している。サージ
タンク２３はそのフランジ部２３ａが適当な連結管（図
示せず）を介してエアクリーナ（図示せず）に連結して
いる。このヘッドカバー２０には、吸気通路５，２２に
燃料を噴射できるように燃料噴射装置２４が設けられて
おり、また、図６（ａ）における上下方向に前記燃料噴
射装置２４に燃料を供給する燃料供給通路２５が形成さ
れている。この燃料供給通路２５は一端がヘッドカバー
２０のフランジ部２１に開口し、この開口部２５ａに適
当な燃料供給管（図示せず）を介して燃料タンク（図示
せず）が連結するように構成されている。さらに、ヘッ
ドカバー２０にはシリンダヘッド１の上面１ａに位置す
るウォータジャケット１２の開口と対応する位置に、一
端が開口するウォータジャケット２６ａ，２６ｂが形成
されており、このウォータジャケット２６ａ，２６ｂの
他端も、各々ヘッドカバー２０のフランジ部２１に開口
している。
【００１１】図８及び図９は、図１に示したシリンダヘ
ッド１に、ヘッドカバー３０とシリンダブロック４０と
を連結した状態を示すための図で、図８は吸気通路５付
近の概略断面図、図９は後述するタンブル・スワール・
コントロールバルブ３１（以下、Ｔ．Ｓ．Ｃ．バルブ３
１と称する）と吸気通路５との位置関係を示す概略上面
構成図である。図中３２はカムシャフト、３３はカムを
示しており、吸気バルブ８はこのカム３３によって開閉
させられる。前記カムシャフト３２はヘッドカバー３０
に回動自在に軸支されており、クランク軸４１に連動し
て回転するように構成されている。また、図中３４は燃
料噴射装置取付孔を示している。この燃料噴射装置取付
孔３４は一端が吸気通路５に向かって開口しており、ま
た、取り付けた燃料噴射装置（符号なし）が吸気孔３に
向かって燃料を噴射できるように傾斜している。
【００１２】ヘッドカバー３０には、シリンダヘッド１
の吸気通路５と対応する２つの吸気通路３５が形成され
ており、これら２つの吸気通路３５は各々一端がシリン
ダヘッド１の吸気通路５に、他端が２つ吸気管３６に各
々連結している。前記２つの連結管３６は共通の一つの
サージタンク３７に連結され、このサージタンク３７を
介してエアクリーナ（図示せず）から空気が供給され
る。ヘッドカバー３０の前記２つの吸気通路３５には
Ｔ．Ｓ．Ｃ．バルブ３１が各々設けられている。この
Ｔ．Ｓ．Ｃ．バルブ３１は図９に示すように一部分が欠
けた円板状に形成されており、軸３１ａを回転させるこ
とにより吸気通路３５を開閉して燃焼室２に吸入される
空気の流れを変化させる。即ち、Ｔ．Ｓ．Ｃ．バルブ３
１を開いている状態の時には吸気通路３５全体を空気が
通り、Ｔ．Ｓ．Ｃ．バルブ３１を閉じている状態の時に
はＴ．Ｓ．Ｃ．バルブ３１の切欠き部からのみ空気が流
れ、吸入した空気の燃焼室２内への流入角度を変化させ
る。
【００１３】上記シリンダヘッド１の下端にはシリンダ
ブロック４０が適当なシール部材（図示せず）を介して
ヘッドボルト等の適当な連結部材（図示せず）で取り付
けられている。このシリンダブロック４０は内部にシリ
ンダ室４２が形成されている。このシリンダ室４２の内
部にはピストン４３が上下に摺動自在に挿入されてお
り、ピストン４３はコンロッド４４を介してクランク軸
４１に連結している。尚、図中４５はウエイト、７’は
点火プラグを示している。
【００１４】図１０〜図１３は各々上述のシリンダヘッ
ド１を使用したエンジン５０ａ，５０ｂ，５０ｃの車両
への搭載状態を示している。図１０のエンジン５０ａは
シリンダヘッド１の上面にカム室１０を覆うヘッドカバ
ー５１を取付け、さらに、吸気通路５には吸気管５２を
直接取り付けて構成されている。前記吸気管５２は一度
上方に上がってから弧を描いて滑らかに下方に下がりシ
リンダヘッド１の下方に設けられたシリンダブロック５
３に沿うように伸びてサージタンク５４に連結してい
る。一方、シリンダヘッド１の排気通路６は排気管５５
に連結され、この排気管５５はシリンダブロック５３に
沿うように配置された触媒５６に連結される。以上のよ
うに構成されたエンジン５０ａは、前記吸気管５２及び
サージタンク５４が車両に対して前方（矢印Ｆ）に、前
記排気管５５及び触媒５６が車両に対して後方（矢印
Ｒ）に位置するように、かつ、車両の水平線Ｘに対して
シリンダ室５７の中心を通る中心線Ｙが車両後方（矢印
Ｒ）に傾斜するように傾けて車両のエンジンルーム６０
内に配置されている。尚、図中６１はエンジンフード、
即ち、ボンネットを示している。
【００１５】図１１は図１０と同じ構成のエンジン５０
ａの別の配置を示しており、排気管５５及び触媒５６が
車両に対して前方（矢印Ｆ）に、吸気管５２及びサージ
タンク５４が車両に対して後方（矢印Ｒ）に位置するよ
うにエンジンルーム６０内に配置されている。また、こ
の場合にはエンジン５０ａはエンジンフード６１に沿う
ように、図１０の場合よりもさらに、車両の水平線Ｘに
対してシリンダ室５７の中心を通る中心線Ｙが車両後方
（矢印Ｒ）に傾斜するように傾けて、かつ、車両の前方
（矢印Ｆ）に配置されている。
【００１６】図１２に示したエンジン５０ｂは、吸気管
５２’の構成のみが図１０，１１で示したエンジン５０
ａと異なり、他の構成はエンジン５０ａと同じである。
このエンジン５０ｂも図１２の場合の同様、エンジンフ
ード６１に沿うように、車両の水平線Ｘに対してシリン
ダ室５７の中心を通る中心線Ｙが車両後方（矢印Ｒ）に
傾斜するように傾けて、かつ、車両の前方（矢印Ｆ）に
配置されている。そして、吸気管５２’はエンジンフー
ド６１に沿うように後方に伸び、この吸気管５２’の下
方に、パワステ用ポンプ６２、オルタネータ６３及びエ
アコン用ポンプ６４等の補機類をエンジン５０ｂに沿う
ように立て方向に配置できるようにされている。
【００１７】さらに図１３に示したエンジン５０ｃは、
吸気管５２’’の構成のみが図１０〜１２に示したエン
ジン５０ａ，５０ｂと異なり、他の構成はエンジン５０
ａ及び５０ｂと同じである。このエンジン５０ｃは、吸
気管５２’’が一度上方に上がってからヘッドカバー５
１の上方を通過した後、排気管５５に向かって下方に下
がるように構成されており、吸入する空気が排気管５５
の熱によって加熱され過ぎないようにシェラウド６５に
よってサージタンク５６と排気管５５との間が仕切られ
ている。このように吸気管５２’’を排気管５５側に向
かって伸ばすと、図１０〜図１２で示した他のエンジン
５０ａ，５０ｂよりも前後方向の幅を小さくすることが
できる。
【００１８】上記したエンジン５０ｃは車両の水平線Ｘ
に対してシリンダ室５７の中心を通る中心線Ｙが垂直に
なるようにエンジンルーム６０内に配置される。
【００１９】以上説明した本実施例ではシリンダヘッド
１を、燃焼室１つに対して２つの点火プラグ７’，７’
を備えるように構成しているが、これは本実施例に限定
されることがはなく、燃焼効率がよければ、任意の個数
及び位置に設けてもよく、例えば点火プラグは燃焼室１
つに対して１つしか設けなくてもよい。但し点火プラグ
を燃焼室１つに対して１つしか設けない場合には本実施
例で示した点火プラグの位置よりもさらに燃焼室の中央
付近に設けたほうが燃焼効率がよく、好ましいことはも
ちろんである。また、本実施例では吸気バルブ８及び排
気バルブ９を平行に設けているが、これは本実施例に限
定されることなく、例えば、図１４に示すように異なっ
た角度になるように設けてもよい。図１４（ａ）は吸気
バルブ８’及び排気バルブ９’を別々の角度に設けた場
合の吸気孔３’及び排気孔４’の位置を示すシリンダブ
ロック１’の概略部分底面図、図１４（ｂ）は吸気バル
ブ８’及び排気バルブ９’の位置関係を示す図である。
図１４（ａ）に示すように吸気バルブ８’と排気バルブ
９’に合わせて燃焼室２’における吸気孔３’及び排気
孔４’もずらして配置されている。この場合には図示し
ていないが、もちろん吸気バルブ８’及び排気バルブ
９’の角度に合わせてシリンダヘッド１’に形成される
吸気通路及び排気通路の燃焼室２’に対する角度も図１
で示したシリンダヘッド１の吸気通路８及び排気通路９
の角度とは変わるので、吸入される空気の燃焼室２’に
流入する角度も変わり燃焼室２’内におけるタンブル
流、スワール流の発生状態も変わることはいうまでもな
い。従って、好ましくは吸気バルブ８’の角度は燃焼室
２’内で必要とされるタンブル流、スワール流に合わせ
て設定され得る。図１４（ｃ）は吸気バルブ８’’と排
気バルブ９’’のさらに異なる配置を示しており、この
場合には吸気バルブ８’’と排気バルブ９’’とは平行
ではあるが、前後方向に若干ずらしてある。
【００２０】さらに、本実施例では吸気通路の一端が上
面に開口し、排気通路の一端が底面に開口しているシリ
ンダヘッドを例をして説明しているが、本発明の内燃機
関用シリンダヘッドにおける排気通路及び吸気通路の構
成は本実施例に限定されることなく、例えば、吸気通路
が底面に開口し、かつ、排気通路が上面に開口している
構成でもよく、また、吸気通路及び排気通路の両方が上
面又は底面のいずれか一方に開口している構成でもよい
ことはもちろんである。さらにまた、本実施例では２気
筒４バルブエンジンに適用されるシリンダヘッド１を例
として説明しているが、本発明の内燃機関用シリンダヘ
ッドはこの実施例に限定されることなく、吸気通路５及
び排気通路６を、その端部がシリンダヘッド１の上面又
は底面のいずれか一方に開口するように構成してあれ
ば、気筒の数に関係なく、かつ、バルブの数に関係なく
任意のエンジンに適用できることはいうまでもない。
【００２１】以上説明した本実施例のシリンダブロック
１によれば、吸気通路５の燃焼室２と反対側の端部をシ
リンダブロック１の上面に開口させているので、シリン
ダブロック１に積層締結するヘッドカバー２０，３０に
吸気管を吸気通路２２，３５として一体化することがで
き、従来のエンジンよりも部品点数を減らすことができ
るという効果を奏する。また、本実施例ではヘッドカバ
ー２０に燃料供給通路２５を設けているので、従来のエ
ンジンに比べて部品点数が減り、組立が簡単になるとい
う効果を奏する。 さらに、本実施例のシリンダブロッ
ク１によれば、吸気通路５の一端をシリンダブロック１
の上面に開口させ、排気通路６の一端をシリンダブロッ
ク１の底面に開口するように構成しているので、吸気管
３６，５２及び排気管５５を無理なく取り回しができる
自由度が従来のシリンダブロックよりも増すという効果
を奏し、結果的にエンジンを組み立てた時にエンジンが
コンパクトになり、車両への搭載の自由度が増すという
効果を奏する。
【００２２】
【発明の効果】本発明のシリンダヘッドによれば、底面
に燃焼室が形成され、該底面がシリンダブロックに、上
面がシリンダヘッドに各々結合するように構成され、前
記燃焼室に各々一端が開口する吸気通路及び排気通路備
えたシリンダヘッドにおいて、前記吸気通路及び排気通
路を、それらの他端が各々シリンダヘッドの上面又は下
面のいずれか一方に開口するように形成しているので、
他部品との合面が全て上面及び底面に集中し、側面を高
い精度で加工する必要がなくなり、さらには側面の加工
を省略することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の内燃機関用シリンダヘッドの一実施
例の概略上面図
【図２】 図１におけるＡ−Ａ断面図
【図３】 図１におけるＢ−Ｂ断面図
【図４】 図１におけるＣ−Ｃ断面図
【図５】 図１に示したシリンダヘッドの概略底面図
【図６】 （ａ）はヘッドカバー２０が取り付けたシリ
ンダヘッド１の概略上面図、（ｂ）はヘッドカバー２０
のフランジ部２１を矢印Ｅ方向から見た図
【図７】 図６におけるＤ−Ｄ断面図
【図８】 シリンダヘッド１に、ヘッドカバー３０とシ
リンダブロック４０とを連結した時の吸気通路５付近の
概略断面図
【図９】 タンブル・スワール・コントロールバルブ３
１と吸気通路５との位置関係を示す概略上面構成図
【図１０】 シリンダヘッド１を使用したエンジン５０
ａの車両への搭載状態を示す図
【図１１】 シリンダヘッド１を使用したエンジン５０
ａの車両への他の搭載状態を示す図
【図１２】 シリンダヘッド１を使用したエンジン５０
ｂの車両への搭載状態を示す図
【図１３】 シリンダヘッド１を使用したエンジン５０
ｃの車両への搭載状態を示す図
【図１４】 （ａ）は吸気バルブ８’及び排気バルブ
９’を別々の角度に設けた場合の吸気孔３’及び排気孔
４’の位置を示すシリンダブロック１’の概略部分底面
図、（ｂ）は吸気バルブ８’及び排気バルブ９’の位置
関係を示す図、（ｃ）は吸気バルブ８’’と排気バルブ
９’’のさらに異なる配置を示す図
【符号の説明】
１ シリンダヘッド １ａ 上面 １ｂ 底面 ２ 燃焼室 ３ 吸気孔 ４ 排気孔 ５ 吸気通路 ６ 排気通路 ７ 燃料噴射装置取付孔 ８ 吸気バルブ ８ａ ガイド孔 ９ 排気バルブ ９ａ ガイド孔 １０ カム室 １１ スプリング １２ ウォータジャケット

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 底面に燃焼室が形成され、該底面がシリ
    ンダブロックに、上面がヘッドカバーに各々結合するよ
    うに構成され、前記燃焼室に各々一端が開口する吸気通
    路及び排気通路備えたシリンダヘッドにおいて、前記吸
    気通路及び排気通路を、それらの他端が各々シリンダヘ
    ッドの上面又は下面のいずれか一方に開口するように形
    成したことを特徴とする内燃機関用シリンダヘッド。
  2. 【請求項２】 前記吸気通路を、その他端がシリンダヘ
    ッドの上面に開口するように形成し、かつ、前記排気通
    路をその他端がシリンダヘッドの底面に開口するように
    各々形成したことを特徴とする請求項１に記載の内燃機
    関用シリンダヘッド。
  3. 【請求項３】 一つの燃焼室に対して吸気通路及び排気
    通路を一つづつ形成したことを特徴とする請求項１又は
    請求項２に記載の内燃機関用シリンダヘッド。
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