JPH08246951A - 吸気マニホルド一体型ロッカカバー付内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロッカカバー１６周辺の部品点数および組立
工数を削減するとともに、ロッカカバー１６の高さを低
くする。 【構成】 ロッカカバー１６は、動弁室を隔成するカバ
ー部１７と、複数のブランチ部１９と、コレクタ部２０
とが一体となった形に鋳造されている。カムシャフト
９，１０をカムシャフト軸受部１１とともに支持するカ
ムブラケット部２２がロッカカバー１６の内側に一体に
形成されている。両者を結合するボルト２７を外側から
挿入できるように、各ブランチ部１９は隣接する気筒の
カムブラケット部２２の間を通るように位置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シリンダヘッド上面
を覆うロッカカバーに吸気マニホルドが一体に形成され
てなる吸気マニホルド一体型ロッカカバーを備えた内燃
機関の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関のシリンダヘッド上面を覆うロ
ッカカバーに、吸気マニホルドの一部もしくは全体を一
体に形成してなる吸気マニホルド一体型ロッカカバーが
従来から知られている。図６は、一例として実開平４−
６５６４号公報に記載された吸気マニホルド一体型ロッ
カカバーを備えた内燃機関の要部を示している。

【０００３】この例では、図示せぬシリンダブロックの
上面に載置固定されるシリンダヘッド５１に、吸気ポー
ト５２と排気ポート５３とがクロスフロー形式に形成さ
れており、吸気ポート５２の上流側の端部が、シリンダ
ヘッド５１上端のフランジ面５４と同一平面に開口して
いる。そして、上記シリンダヘッド５１の上面に取り付
けられるロッカカバー５５は、シリンダヘッド５１の上
面開口を覆って動弁室を隔成するカバー部５６と、吸気
マニホルドとなる複数本のブランチ部５７およびコレク
タ部５８とが一体に形成されている。上記ブランチ部５
７は、シリンダヘッド５１の吸気側から排気側へ横断す
るようにカバー部５６の幅方向に沿って形成されてい
る。シリンダヘッド５１の吸気側へ延びたブランチ部５
７の一端は、下方へ向かって湾曲しており、上記吸気ポ
ート５２の先端に接続されている。また、ブランチ部５
７の他端は、上記コレクタ部５８にそれぞれ接続されて
いる。また、吸気側，排気側カムシャフト５９，６０
は、詳細には図示されていないが、一般的なＯＨＣ型動
弁装置に見られるように、シリンダヘッド５１側に形成
されたカムシャフト軸受部と、該カムシャフト軸受部に
個々にボルト結合されたカムブラケットとの間で、回転
自在に支持されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うに別体のカムブラケットを用いてカムシャフト５９，
６０を支持するようにした構成では、部品点数ならびに
組立工数が増加し、コストの上昇を招く。また、ロッカ
カバー５５のカバー部５６内にカムブラケットおよびボ
ルトを収容するため、ロッカカバー５５の高さが高くな
ってしまい、車両に搭載する上で好ましくない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る吸気マニ
ホルド一体型ロッカカバー付内燃機関は、気筒の略中心
に点火栓取付ボス部が形成されているとともに、クラン
クシャフト軸方向と直交する方向に沿って、カムシャフ
ト軸受部が上記点火栓取付ボス部と略直線状に並んで形
成されたシリンダヘッドと、このシリンダヘッドの上面
に取り付けられるとともに、上記シリンダヘッドの吸気
側から排気側へ横断する複数本のブランチ部が上部に一
体に形成され、かつ該ブランチ部の一端部に、クランク
シャフト軸方向に沿ったコレクタ部が一体に形成されて
なるロッカカバーと、を備えてなる内燃機関において、
上記カムシャフト軸受部との間でカムシャフトを支持す
るカムブラケット部が、上記ロッカカバーの内側に一体
に形成されているとともに、上記ブランチ部が、隣接す
る気筒のカムブラケット部の間を通るように形成され、
かつ各カムブラケット部の両側に、ブランチ部間の間隙
を通り該カムブラケット部を上記カムシャフト軸受部に
ロッカカバー外側から結合するボルトがそれぞれ配設さ
れていることを特徴としている。

【０００６】また請求項２の発明では、上記ブランチ部
先端に接続される吸気ポート開口部が、気筒の中心に対
しクランクシャフト軸方向の一方にオフセットしてい
る。

【０００７】また請求項３の発明では、上記コレクタ部
の中心軸線と各ブランチ部の中心軸線とがなす吸気流入
角度が９０度以上となるように各ブランチ部がコレクタ
部に接続されている。

【０００８】また請求項４の発明では、上記コレクタ部
の中心軸線と各ブランチ部の中心軸線とがなす吸気流入
角度が略９０度となるように各ブランチ部がコレクタ部
に接続されているとともに、各ブランチ部の上記点火栓
取付ボス部付近より下流側部分が、クランクシャフト軸
方向へ傾斜している。

【０００９】

【作用】上記構成においては、カムシャフトは、シリン
ダヘッド側のカムシャフト軸受部と、ロッカカバー側の
カムブラケット部との間で回転自在に支持される。上記
カムシャフト軸受部とカムブラケット部とは、ロッカカ
バー外側からボルトでもって互いに結合される。上記ボ
ルトは、ロッカカバーに一体に形成された各ブランチ部
の間の間隙を通して挿入される。また、点火栓取付ボス
部もブランチ部間の間隙を通して上方が開放された状態
となり、ここから点火栓の着脱がなされる。

【００１０】請求項２の構成では、吸気ポート開口部が
気筒の中心に対しクランクシャフト軸方向にオフセット
しているため、隣接する気筒のカムブラケット部の間を
通るブランチ部が、大きく屈曲せずに滑らかに吸気ポー
トに接続される。

【００１１】また請求項３の構成では、コレクタ部を流
れて来た吸気が、各ブランチ部へ円滑に流入する。

【００１２】また請求項４の構成では、各ブランチ部が
コレクタ部に略９０度で接続されるので、各気筒への分
配特性が安定し、各気筒へ吸気が均等に分配され易くな
る。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

【００１４】図１および図２は、この発明に係る吸気マ
ニホルド一体型ロッカカバー付内燃機関の要部を示して
いる。図において、１は、図示せぬシリンダブロックの
上面に載置固定されるシリンダヘッドを示している。こ
のシリンダヘッド１は、例えばアルミニウム合金等によ
り一体に鋳造されているものであって、図示せぬ吸気弁
により開閉される吸気ポート２と、図示せぬ排気弁によ
り開閉される排気ポート３とが、クロスフロー形式に形
成されている。尚、吸気弁および排気弁は、それぞれ１
気筒当たり２個ずつ設けられており、これに対応して吸
気ポート２および排気ポート３はそれぞれ先端部が二股
状に分岐した形状に形成されている。また、各気筒の中
心位置には、点火栓５が螺合する点火栓取付ボス部４が
形成されている。

【００１５】上記吸気ポート２の上流側部分は、図１に
示すように、上方へ湾曲しつつ立ち上がった形状をなし
ており、その先端開口部は、シリンダヘッド１上端のフ
ランジ面６と同一平面に開口している。尚、上記フラン
ジ面６は、吸気側カムシャフト９，排気側カムシャフト
１０の中心を通り、かつシリンダヘッド１の下面１ａと
平行に形成されている。また上方に湾曲した吸気ポート
２の外側に、燃料噴射弁７がそれぞれ配設されている。
この燃料噴射弁７は、吸気弁により開閉される吸気ポー
ト２下流側部分へ向けて燃料を噴射するように取り付け
られている。また上記吸気ポート２の上流側部分は、ク
ランクシャフト軸方向に傾斜した状態に延びており、後
述するように、先端開口部は気筒の中心に対し内燃機関
の後方（図２の右側）寄りにオフセットしている。

【００１６】尚、８はシリンダヘッド１各部に形成され
たウォータジャケットを示している。

【００１７】シリンダヘッド１上面の各気筒上方部分に
は、シリンダヘッド１幅方向（クランクシャフト軸方向
と直交する方向）に沿った隔壁状のカムシャフト軸受部
１１が左右一対ずつ形成されており、このカムシャフト
軸受部１１に、上記カムシャフト９，１０を支持する半
円形の軸受面１１ａが形成されている。各気筒の一対の
カムシャフト軸受部１１は、気筒中心の点火栓取付ボス
部４と略直線状に並んだ形に形成されている。尚、図示
例は、直列４気筒内燃機関であり、図２に示すように、
機関前端部を含め合計６箇所のカムシャフト軸受部１１
でもって各カムシャフト９，１０が支持されるようにな
っている。

【００１８】上記カムシャフト９，１０の前端には、チ
ェーンスプロケット１３が固定されており、該チェーン
スプロケット１３は、シリンダヘッド１前端部に形成さ
れたチェーン室１２内に収容されている。

【００１９】上記シリンダヘッド１の上面に取り付けら
れるロッカカバー１６は、図３にも示すように、シリン
ダヘッド１の上面開口を覆って動弁室１８（図２参照）
を隔成するカバー部１７と、吸気マニホルドを構成する
複数本のブランチ部１９と、同じく吸気マニホルドの一
部となるコレクタ部２０とが互いに一体に形成されてい
る。例えば、アルミニウム合金等を用いて、全体が一体
に鋳造されている。

【００２０】上記カバー部１７は、四辺に側壁を有する
浅い箱型をなしており、その側壁先端のフランジ面２１
が上記シリンダヘッド１外周のフランジ面６に液体ガス
ケット（図示せず）を介して密接するようになってい
る。そして、このカバー部１７の内側には、該カバー部
１７の幅方向に沿った隔壁状をなすカムブラケット部２
２が一体に形成されている。このカムブラケット部２２
は、上述したシリンダヘッド１側のカムシャフト軸受部
１１にそれぞれ対応する位置にあり、カムシャフト軸受
部１１と同様に、半円形の軸受面２２ａがそれぞれ形成
されている。すなわち、このカムブラケット部２２と上
記カムシャフト軸受部１１との間に、図１に示すよう
に、吸気側カムシャフト９および排気側カムシャフト１
０が回転自在に支持されている。各カムブラケット部２
２には、カムシャフト９，１０の両側に沿って一対のボ
ルト挿入孔２３が上下に貫通形成されており、ここに挿
入されたボルト２７によって、図１に示すように、各カ
ムブラケット部２２がシリンダヘッド１側のカムシャフ
ト軸受部１１に堅固に結合されている。またカバー部１
７周縁部には、図３に示すように、複数箇所にボルト挿
入孔２４が形成されており、ここに挿入されたボルト
（図示せず）によってもカバー部１７がシリンダヘッド
１に結合されている。尚、排気側カムシャフト１０の後
端に対応する部分には、ディストリビュータ取付部３３
が設けられている。さらに、上記カバー部１７の各気筒
の中央部分には、シリンダヘッド１側の点火栓取付ボス
部４に対応して点火栓挿入孔２６がそれぞれ形成されて
いる。

【００２１】尚、カバー部１７の前端側には、図３に示
すように、オイルフィラーキャップ取付孔２８が形成さ
れている。

【００２２】上記カバー部１７と一体に鋳造された複数
本のブランチ部１９は、ロッカカバー１６の幅方向にほ
ぼ沿ってシリンダヘッド１の吸気側から排気側へと横断
するように形成されている。このブランチ部１９は、図
２に示すように、その下面側の一部がカバー部１７の壁
部を共用した形となっている。このブランチ部１９は、
図２に示すように、ロッカカバー１６の高さを低くする
ために、偏平な矩形もしくは長円形に近似した断面形状
を有している。また隣接する各気筒のブランチ部１９同
士は分離した形に鋳造されており、外側から見た場合
に、各ブランチ部１９の間にはそれぞれ凹溝状に間隙２
５が形成されている。各ブランチ部１９の吸気側の先端
１９ａは、カバー部１７の側壁に沿った形で下方へ向け
てほぼ９０度湾曲しており、カバー部１７下縁と同一の
フランジ面２１に開口している。そして、この吸気側先
端１９ａの開口部がシリンダヘッド１側の吸気ポート２
先端開口部にそれぞれ接続されている。尚、この接続部
の周囲は、カバー部１７側と連続した図示せぬガスケッ
トによって同様にシールされている。

【００２３】上記コレクタ部２０は、カバー部１７の前
後方向（クランクシャフト軸方向）に沿って細長い通路
状をなしており、カバー部１７のほぼ全長に亙って形成
されている。このコレクタ部２０は、カバー部１７の排
気側の側壁と壁部を一部共用した形で構成されており、
このコレクタ部２０の側面に、各ブランチ部１９の排気
側先端１９ｂがそれぞれ接続されている。図３に示すよ
うに、上記コレクタ部２０の後端部に、図示せぬスロッ
トルチャンバが取り付けられる吸気入口部２９が設けら
れている。また上記コレクタ部２０は、ロッカカバー１
６の高さを低くするために、カバー部１７の側壁よりも
外側にオーバーハングした状態に形成されている。特
に、図１に示すように、上記コレクタ部２０の通路断面
の中心（Ａ点）が、ブランチ部１９の中心軸線Ｌ１より
も下方に設定されており、通路断面積の大きなコレクタ
部２０の上面と各ブランチ部１９の上面とが、ほぼ同一
の高さに位置している。尚、上記コレクタ部２０の下面
側には、図１に示すように、排気系からの熱を遮熱する
ために遮熱板３０が取り付けられている。また、排気マ
ニホールド３５側にも遮熱板３６が設けられている。
尚、図１において、３１は各点火栓５に接続されたハイ
テンションケーブル、３２はロッカカバー１６の点火栓
挿入孔２６を閉塞するラバーブーツをそれぞれ示してい
る。

【００２４】ここで、上記ブランチ部１９は、本実施例
では、図３に示すように、平面図上においてそれぞれ直
線状をなし、かつ平行に形成されている。そして、各ブ
ランチ部１９は、互いに隣接する気筒のカムブラケット
部２２の間を通るように配置されている。換言すれば、
カムブラケット部２２を通るボルト挿入孔２３および点
火栓挿入孔２６が、各ブランチ部１９の間の間隙２５に
露出するように各ブランチ部１９が形成されている。特
に、上記コレクタ部２０の中心軸線Ｌ２と各ブランチ部
１９の中心軸線Ｌ１とがなす吸気流入角度θが９０度よ
り大きな鈍角となるように、各ブランチ部１９がコレク
タ部２０に斜めに接続されている。また、図３に示すよ
うに、各ブランチ部１９の先端１９ａが接続される吸気
ポート２の先端開口部は、気筒の中心（Ｍ）に対し一定
量（Ｃ）ずつ機関後方へオフセットしている。尚、Ｂ点
が吸気ポート２開口部の中心を示す。

【００２５】上記実施例の構成においては、カムシャフ
ト９，１０を支持するカムブラケット部２２がロッカカ
バー１６に一体に形成されているため、別体のカムブラ
ケットを用いる場合に比べて、部品点数および組立工数
を削減できるのは勿論のこと、カムブラケット部２２を
固定するボルト２７の頭部がカバー部１７の外側に位置
するため、カバー部１７の高さひいてはロッカカバー１
６全体の高さを低く構成することができる。特に、上記
実施例では、ブランチ部１９を偏平な断面形状としたこ
とにより、ロッカカバー１６の高さを一層低く抑制する
ことができる。

【００２６】また、各カムブラケット部２２の上方は、
間隙２５として開放されているため、ロッカカバー１６
をシリンダヘッド１に取り付ける際には、カムブラケッ
ト部２２固定用のボルト２７をブランチ部１９間の間隙
２５を通して容易に締め付けることができ、良好な作業
性を確保することができる。また、同様に点火栓挿入孔
２６の上方も開放されており、点火栓５の挿入を何ら支
障なく行うことができる。

【００２７】また、コレクタ部２０から各ブランチ部１
９へ至る吸気流入角度θがそれぞれ鈍角となっているた
め、コレクタ部２０一端の吸気入口部２９から流入した
吸気が各ブランチ部１９へ円滑に流れる。しかも、各ブ
ランチ部１９に連なる吸気ポート２が、ブランチ部１９
と同一の向きで機関前後方向に傾斜しているため、各気
筒の燃焼室へ至る吸気の流れが、吸気系全体として非常
に円滑なものとなる。尚、コレクタ部２０からブランチ
部１９へ至る吸気流入角度θが仮に９０度より小さな鋭
角であると、吸気の流れに乱れと大きな曲がりが発生
し、吸入効率が大きく低下する。これに対し上記実施例
では、上述したように吸気入口部２９から燃焼室へ至る
吸気の流れが円滑となり、吸入効率の低下が防止され
る。また、ブランチ部１９の通路断面形状を偏平化する
ことにより、該ブランチ部１９下流側の湾曲部における
吸気流の剥離による吸入効率低下が防止できる。

【００２８】また上記構成のロッカカバー１６において
は、カバー部１７が管状のコレクタ部２０およびブラン
チ部１９によって補強される形となり、その剛性が向上
するとともに、各ブランチ部１９間の平坦な部分がカム
ブラケット部２２固定用のボルト２７によってシリンダ
ヘッド１に固定されるので、カバー部１７の膜振動によ
る騒音発生を確実に防止でき、かつシリンダヘッド１と
の間のオイルシール性も向上する。

【００２９】尚、車両搭載時のレイアウトにより吸気入
口部２９をコレクタ部２０の前端に配置することもでき
る。この場合には、各ブランチ部１９を、図３と反対側
へ傾斜させれば良い。

【００３０】次に、図４は、この発明に係るロッカカバ
ー１６の異なる実施例を示している。この実施例におい
ては、コレクタ部２０に対し各ブランチ部１９がほぼ直
角に、つまりコレクタ部２０の中心軸線Ｌ２とブランチ
部１９の中心軸線Ｌ１とがなす吸気流入角度θが略９０
度となるように各ブランチ部１９がコレクタ部２０に接
続されている。そして、各ブランチ部１９の中間部、詳
しくは点火栓挿入孔２６付近で、ここよりも下流側の部
分がそれぞれ内燃機関前方へ向けて傾斜している。この
ブランチ部１９の先端１９ａは、前述した実施例と同様
に、クランクシャフト軸方向へオフセットした位置に開
口する吸気ポート２の先端開口部に接続されている。

【００３１】この実施例のように、ブランチ部１９がコ
レクタ部２０に略直角に接続した構成によれば、コレク
タ部２０から各ブランチ部１９へ分流する吸気量を比較
的容易に制御でき、かつ鋳造時の寸法誤差による吸気分
配特性への影響が少なくなる。つまり、分配特性が一層
良好になる利点を有している。尚、この場合でも、吸気
ポート２の開口部がオフセットしていることにより、ブ
ランチ部１９の中間部での屈曲が非常に緩やかなものと
なるので、吸入効率の低下が非常に少ない。

【００３２】次に、図５は、ロッカカバー１６のさらに
異なる実施例を示している。この実施例では、内燃機関
の前後方向に延びたコレクタ部２０の中間部に吸気入口
部２９が設けられている。そして、この吸気入口部２９
を中心として左右へ流れる吸気流に対し、各ブランチ部
１９へ向かう吸気流入角度θがそれぞれ９０度より大き
な鈍角となるように各ブランチ部１９がコレクタ部２０
に接続されている。すなわち、＃１気筒および＃２気筒
のブランチ部１９は内燃機関の前方へ向けて傾斜してお
り、＃３気筒および＃４気筒のブランチ部１９は内燃機
関の後方へ向けて傾斜している。

【００３３】従って、この実施例によれば、前述した図
３の実施例と同様に、やはり全気筒のブランチ部１９に
ついて吸気流入角度を９０度より大きくすることがで
き、吸気流入角度θが鋭角となることに伴う吸入効率の
低下を防止できる。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係る吸気マニホルド一体型ロッカカバー付内燃機関に
おいては、シリンダヘッド側のカムシャフト軸受部との
間でカムシャフトを支持するカムブラケット部がロッカ
カバーに一体に形成されているので、部品点数や組立工
数を低減できるとともに、ロッカカバーの高さを最小限
に抑制することができる。また、各カムブラケット部を
シリンダヘッド側に固定するボルトが、ブランチ部の間
の間隙を通してロッカカバー外側から締め付けられるの
で、組立作業が非常に容易となる。

【００３５】さらに請求項２の構成によれば、吸気ポー
ト開口部をクランクシャフト軸方向にオフセットさせる
ことにより、カムブラケット部の間を通るブランチ部
を、大きく屈曲させることなく吸気ポートに接続させる
ことができ、吸入効率を高く確保することができる。

【００３６】特に、請求項３の構成によれば、コレクタ
部の入口から燃焼室へ至る吸気の流れが円滑となり、吸
入効率が一層向上する。

【００３７】また請求項４の構成によれば、鋳造時の寸
法誤差等に影響されずに良好な分配特性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る内燃機関要部の横断面図。

【図２】同じく内燃機関要部の縦断面図。

【図３】この実施例におけるロッカカバーの平面図。

【図４】ロッカカバーの異なる実施例を示す平面図。

【図５】ロッカカバーのさらに異なる実施例を示す平面
図。

【図６】吸気マニホルド一体型ロッカカバー付内燃機関
の従来例を示す断面図。

【符号の説明】

１…シリンダヘッド ４…点火栓取付ボス部 １１…カムシャフト軸受部 １６…ロッカカバー １７…カバー部 １９…ブランチ部 ２０…コレクタ部 ２２…カムブラケット部 ２７…ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｍ 35/10 Ｆ０２Ｍ 35/10 ３０１Ｐ ３０１Ｒ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気筒の略中心に点火栓取付ボス部が形成
   されているとともに、クランクシャフト軸方向と直交す
   る方向に沿って、カムシャフト軸受部が上記点火栓取付
   ボス部と略直線状に並んで形成されたシリンダヘッド
   と、 このシリンダヘッドの上面に取り付けられるとともに、
   上記シリンダヘッドの吸気側から排気側へ横断する複数
   本のブランチ部が上部に一体に形成され、かつ該ブラン
   チ部の一端部に、クランクシャフト軸方向に沿ったコレ
   クタ部が一体に形成されてなるロッカカバーと、 を備えてなる内燃機関において、 上記カムシャフト軸受部との間でカムシャフトを支持す
   るカムブラケット部が、上記ロッカカバーの内側に一体
   に形成されているとともに、上記ブランチ部が、隣接す
   る気筒のカムブラケット部の間を通るように形成され、
   かつ各カムブラケット部の両側に、ブランチ部間の間隙
   を通り該カムブラケット部を上記カムシャフト軸受部に
   ロッカカバー外側から結合するボルトがそれぞれ配設さ
   れていることを特徴とする吸気マニホルド一体型ロッカ
   カバー付内燃機関。
2. 【請求項２】 上記ブランチ部先端に接続される吸気ポ
   ート開口部が、気筒の中心に対しクランクシャフト軸方
   向の一方にオフセットしていることを特徴とする請求項
   １記載の吸気マニホルド一体型ロッカカバー付内燃機
   関。
3. 【請求項３】 上記コレクタ部の中心軸線と各ブランチ
   部の中心軸線とがなす吸気流入角度が９０度以上となる
   ように各ブランチ部がコレクタ部に接続されていること
   を特徴とする請求項２記載の吸気マニホルド一体型ロッ
   カカバー付内燃機関。
4. 【請求項４】 上記コレクタ部の中心軸線と各ブランチ
   部の中心軸線とがなす吸気流入角度が略９０度となるよ
   うに各ブランチ部がコレクタ部に接続されているととも
   に、各ブランチ部の上記点火栓取付ボス部付近より下流
   側部分が、クランクシャフト軸方向へ傾斜していること
   を特徴とする請求項２記載の吸気マニホルド一体型ロッ
   カカバー付内燃機関。