JPH11280543A - 火花点火式頭上弁エンジンのシリンダヘッド空冷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却風通路の通路断面積を大きくして、点火
栓のプラグハウジングの冷却能力を高め、エンジンの高
出力化に寄与できるうえ、点火栓の耐久性を高める。 【解決手段】 冷却風通路７の通路天井面１１を吸気弁
ボス４および排気弁ボス６が位置する天井面両側部１２
・１２から天井面中央部１３に近づくほど高くなる中高
状に形成する。シリンダヘッド２の燃焼室１７を形成す
る面で、点火栓ボス孔内端１６と排気ポート入口１５と
の点火・排気離間距離Ｌ１を両吸気ポート出口１４・１
４同士間の吸気同士離間距離Ｌ２よりも長い寸法に設定
し、冷却風通路７の通路中心から見て、排気ポート入口
１５よりも点火栓ボス孔内端１６の方をより近づくよう
に変位させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火花点火式頭上弁
エンジンのシリンダヘッドを空冷する装置に関する。

【０００２】

【前提構成】本発明の火花点火式頭上弁エンジンのシリ
ンダヘッド空冷装置は、例えば図１−図４（本発明）、
または図１０（従来技術）に示すように、次の前提構成
を有するものを対象とする。

【０００３】図１(Ａ)は動弁装置部分の縦断左側面図、
図１(Ｂ)はシリンダヘッドの横断平面図、図１(Ｃ)は燃
焼室内の弁配置図である。図２はシリンダヘッドの縦断
背面図、図３はシリンダヘッドの平面図、図４は強制空
冷傾斜型ペントルーフ燃焼室火花点火式頭上弁エンジン
の縦断背面図である。図１０はシリンダヘッド部の縦断
左側面図である。

【０００４】火花点火式頭上弁エンジン(１)のシリンダ
ヘッド(２)の内部で、吸気ポート(３)および吸気弁ボス
(４)と、排気ポート(５)および排気弁ボス(６)との間に
冷却風通路(７)を形成する。この冷却風通路(７)に点火
栓ボス孔(８)に取り付けた点火栓(９)のプラグハウジン
グ(10)を臨ませて構成したものである。

【０００５】なお、上記火花点火式エンジン(１)として
は、たとえばガソリンエンジン・ガスエンジン・または
灯油エンジンなどがある。頭上弁エンジン(１)として
は、動弁カム軸をクランクケース内に配置したものと、
シリンダヘッド上に配置したものとがある。頭上弁エン
ジン(１)の燃焼室の形状としては、たとえばペントルー
フ形（屋根形）・半球形・平頭形・くさび形・または浴
槽形などがある。

【０００６】

【従来の技術】上記前提構成において、従来技術では図
１０（シリンダヘッド部の縦断左側面図）に示すものが
ある。これは、上記冷却風通路(７)の通路天井面(11)が
偏平に形成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、次
の問題点がある。 ○ 従来技術 （イ）．冷却風通路(７)の通路断面積が小さい分だけ、
点火栓(９)のプラグハウジング(10)の冷却能力が小さく
て、エンジンの高出力化に寄与できないうえ、点火栓
(９)の耐久性を高められない

【０００８】冷却風通路(７)の通路天井面(11)が偏平に
なっていることから、通路天井面(７)が低くなっている
分だけ、冷却風通路(７)の通路断面積が小さくなってい
て、冷却風量が少なくなり、点火栓(９)のプラグハウジ
ング(10)を冷却する能力が低い。

【０００９】これにより、点火栓(９)が過熱されやす
く、点火栓(９)の耐熱限界によるエンジン出力設定限界
を高めることができず、エンジンの高出力化に寄与する
ことができない。しかも、点火栓(９)の耐久性を高める
こともできない。

【００１０】本発明の課題は、次のようにすることにあ
る。 （イ）．冷却風通路の通路断面積を大きくして、点火栓
のプラグハウジングの冷却能力を高め、エンジンの高出
力化に寄与できるうえ、点火栓の耐久性を高める。 （ロ）．上記課題（イ）を達成するための構成を簡単に
して、安価に製造できる。 （ハ）．排気ポートの周肉壁からの点火栓への熱伝達量
を少なくすることと、点火栓を強い冷却風で強力に冷却
することとの相乗作用により、点火栓を低温に保持し
て、エンジンの一層の高出力化に寄与する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の火花点火式頭上
弁エンジンのシリンダヘッド空冷装置は、上記前提構成
において、上記課題を解決するために、例えば図１−図
９に示すように、次の特徴構成を追加したことを特徴と
する。

【００１２】○ 発明１． 請求項１． 図１−図４、
図５−図７、図８−図９参照 図１は本発明の火花点火式頭上弁エンジンのシリンダヘ
ッド空冷装置の実施形態１を示し、図１(Ａ)は動弁装置
部分の縦断左側面図、図１(Ｂ)はシリンダヘッドの横断
平面図、図１(Ｃ)は燃焼室内の弁配置図である。図２は
シリンダヘッドの縦断背面図、図３はシリンダヘッドの
平面図、図４は強制空冷傾斜型ペントルーフ燃焼室火花
点火式頭上弁エンジンの縦断背面図である。

【００１３】上記冷却風通路(７)の通路天井面(11)を吸
気弁ボス(４)および排気弁ボス(６)が位置する天井面両
側部(12)(12)から天井面中央部(13)に近づくほど高くな
る中高状に形成したことを特徴とする。なお、上記冷却
風通路(７)の通路天井面(11)の中高状の具体的な形状と
しては、たとえば三角状・台形状・または円弧状などに
することが考えられる。

【００１４】○ 発明２． 請求項２． 図１−図４、
図５−図７、図８−図９参照 前記シリンダヘッド(２)の燃焼室(17)を形成する面で、
その一側に前記吸気ポート(３)の出口(14)(14)を２個並
設するのに対して、その他側に排気ポート(５)の入口(1
5)１個と点火栓ボス孔(８)の孔内端(16)とを並設する。

【００１５】点火栓ボス孔内端(16)と排気ポート入口(1
5)との点火・排気離間距離(Ｌ１)を両吸気ポート出口(1
4)(14)同士間の吸気同士離間距離(Ｌ２)よりも長い寸法
に設定する。前記冷却風通路(７)の通路中心から見て、
排気ポート入口(15)よりも点火栓ボス孔内端(16)の方を
より近づくように変位させて構成したことを特徴とす
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の火花点火式頭上弁
エンジンのシリンダヘッド空冷装置の実施の形態を、図
面に基き説明する。 ○ 実施形態１． 請求項１・２． 図１−図４参照 図４は強制空冷傾斜型 ペントルーフ燃焼室 火花点火式
頭上弁３弁 ガソリンエンジンの縦断背面図である。

【００１７】この図４に示すように、クランクケース(2
1)にシリンダ(22)が一体に形成される。シリンダ(22)上
にシリンダヘッド(２)およびヘッドカバー(23)が載せら
れて、ヘッドボルト(44)で固定される。ピストン(24)が
コンロッド(25)でクランク軸(26)に連接される。クラン
ク軸(26)に固定のクランクギヤ(27)にガバナギヤ(28)お
よび動弁カムギヤ(29)が並列に連動連結される。

【００１８】動弁装置(30)は、動弁カム軸(31)の動弁カ
ムで、タペット(32)・プッシュロッド(33)・ロッカーア
ーム(34)を介して、吸気弁(35)および排気弁(36)を駆動
するように構成されている。クランクケース(21)の前側
でフライホイルファン(37)がクランク軸(26)の前端部に
固定される。このフライホイルファン(37)で起こされた
冷却風は、ファンケース(38)および導風カバー(39)で案
内されて、シリンダ(22)およびシリンダヘッド(２)の外
周を流れて、シリンダ(22)およびシリンダヘッド(２)を
冷却する。

【００１９】図１(Ａ)は動弁装置部分の縦断左側面図、
図１(Ｂ)はシリンダヘッドの横断平面図、図１(Ｃ)は燃
焼室内の弁配置図である。図２はシリンダヘッドの縦断
背面図、図３はシリンダヘッドの平面図である。

【００２０】これらの図１−図３に示すように、火花点
火式頭上弁エンジン(１)のシリンダヘッド(２)の内部に
おいて、その右側部分に後ろ向きの右側部冷却風通路(4
1)を形成し、その左側部でプッシュロッド室(43)の右隣
りに後ろ向きの左側部冷却風通路(42)を形成し、その中
央部に横向きの中央部冷却風通路(７)を形成する。

【００２１】フライホイルファン(37)から圧送される冷
却風は、シリンダヘッド(２)内では、右側部冷却風通路
(41)および左側部冷却風通路(42)を後ろ向きに流れ、中
央部冷却風通路(７)を実線矢印で示す左向きまたは破線
矢印で示す右向きに流れる。この中央部冷却風通路(７)
を流れる冷却風の向きについては、フライホイルファン
(37)の回転方向が右回転の場合には、冷却風は実線矢印
で示す左向きに流れ、これとは逆に左回転の場合には冷
却風は破線矢印で示す右向きに流れる。

【００２２】上記横向きの中央部冷却風通路(７)は、吸
気ポート(３)および吸気弁ボス(４)と、排気ポート(５)
および排気弁ボス(６)との間に形成される。この中央部
冷却風通路(７)に点火栓ボス孔(８)に取り付けた点火栓
(９)のプラグハウジング(10)を臨ませる。上記中央部冷
却風通路(７)の通路天井面(11)は、吸気弁ボス(４)およ
び排気弁ボス(６)が位置する天井面両側部(12)(12)から
天井面中央部(13)に近づくほど高くなる三角状の中高状
に形成する（図４参照）。

【００２３】前記シリンダヘッド(２)の燃焼室(17)を形
成する面で、その前半部分に前記吸気ポート(３)の出口
(14)(14)を２個左右に並設する。これに対して、その後
半部分に排気ポート(５)の入口(15)１個と点火栓ボス孔
(８)の孔内端(16)とを左右に並設する。点火栓ボス孔内
端(16)と排気ポート入口(15)との点火・排気離間距離
(Ｌ１)を両吸気ポート出口(14)(14)同士間の吸気同士離
間距離(Ｌ２)よりも長い寸法に設定する。前記中央部冷
却風通路(７)の通路中心から見て、排気ポート入口(15)
よりも点火栓ボス孔内端(16)の方をより近づくように変
位させて構成したものである。

【００２４】○ 実施形態２． 請求項１． 図５−図
７参照 この実施形態２は、上記実施形態１の強制空冷傾斜型
ペントルーフ燃焼室 火花点火式 頭上弁３弁 ガソリン
エンジンを、頭上弁４弁形エンジンに変更したものであ
る。上記実施形態１と異なる構成部分についてのみ、次
に説明する。図５は本発明の実施形態２を示す、シリン
ダヘッドの横断平面図、図６はシリンダヘッド部の縦断
左側面図、図７はシリンダヘッド部の縦断背面図であ
る。

【００２５】前記シリンダヘッド(２)の燃焼室(17)を形
成する面で、その前半部分に前記吸気ポート(３)の出口
(14)(14)を２個左右に並設する。これに対して、その後
半部分に排気ポート(５)の入口(15)(15)を２個左右に並
設する。そして、両吸気ポート出口(14)(14)と両排気ポ
ート入口(15)(15)とで囲まれた中央部に、点火栓ボス孔
(８)の孔内端(16)を配置する。これに伴い点火栓ボス孔
(８)に取り付けられた点火栓(９)のプラグハウジング(1
0)は、前記中央部冷却風通路(７)の通路中心に位置す
る。

【００２６】○ 実施形態３． 請求項１． 図８−図
９参照 この実施形態３は、上記実施形態１の強制空冷傾斜型
ペントルーフ燃焼室 火花点火式 頭上弁３弁 ガソリン
エンジンを、頭上弁２弁形エンジンに変更したものであ
る。上記実施形態１と異なる構成部分についてのみ、次
に説明する。図８は本発明の実施形態３を示す、シリン
ダヘッドの横断平面図、図９はシリンダヘッド部の縦断
左側面図である。

【００２７】前記シリンダヘッド(２)の燃焼室(17)を形
成する面で、その前半部分に前記吸気ポート(３)の出口
(14)を１個設けるのに対して、その後半部分に排気ポー
ト(５)の入口(15)を１個設け、その中央右寄り部分に点
火栓ボス孔(８)の孔内端(16)を配置する。これに伴い点
火栓ボス孔(８)に取り付けられた点火栓(９)のプラグハ
ウジング(10)は、前記中央部冷却風通路(７)の通路中心
に位置する。

【００２８】

【発明の効果】本発明の火花点火式頭上弁エンジンのシ
リンダヘッド空冷装置は、つぎの効果を奏する。 ○ 発明１． 請求項１． 図１−図４、図５−図７、
図８−図９参照 （イ）．冷却風通路(７)の通路断面積が大きくなる分だ
け、点火栓(９)のプラグハウジング(10)の冷却能力が高
まって、エンジンの高出力化に寄与するうえ、点火栓
(９)の耐久性を高める

【００２９】冷却風通路(７)の通路天井面(11)を吸気弁
ボス(４)および排気弁ボス(６)が位置する天井面両側部
(12)(12)から天井面中央部(13)に近づくほど高くなる中
高状に形成する。

【００３０】この構成から、通路天井面(７)が中高状に
なった分だけ、冷却風通路(７)の通路断面積が大きくな
って、冷却風量が多くなり、点火栓(９)のプラグハウジ
ング(10)を冷却する能力が高まる。これにより、点火栓
(９)の耐熱限界によるエンジン出力設定限界を高めて、
エンジンの高出力化に寄与することができる。しかも、
点火栓(９)の耐久性を高めることもできる。

【００３１】（ロ）．上記効果（イ）を奏するための構
成が簡単で、安価に製造できる上記効果「（イ）．冷却
風通路(７)の通路断面積が大きくなる分だけ、点火栓
(９)のプラグハウジング(10)の冷却能力が高まって、エ
ンジンの高出力化に寄与するうえ、点火栓(９)の耐久性
を高める」を奏するための構成としては、冷却風通路
(７)の通路天井面(11)を偏平状から中高状に変更するだ
けで済むので、追加部品が要らず、冷却風通路(７)の形
状を特に複雑な形状にする必要もなく、安価に製造する
ことができる。

【００３２】○ 発明２． 請求項２．図１参照 （ハ）．点火栓(９)は、排気ポート(５)の周肉壁からの
熱伝達量が少ないことと、強い冷却風で強力に冷却され
ることとの相乗作用により、点火栓(９)が比較的低温に
保持される分だけ、点火栓(９)の耐熱限界によるエンジ
ン出力設定限界を高めて、エンジンの一層の高出力化に
寄与する

【００３３】まず、点火栓ボス孔内端(16)と排気ポート
入口(15)との点火・排気離間距離(Ｌ１)を両吸気ポート
出口(14)(14)同士間の吸気同士離間距離(Ｌ２)よりも長
い寸法に設定する。この構成から、点火栓ボス孔内端(1
6)が排気ポート入口(45)から離れる寸法が大きくなった
分だけ、排気ガス流で加熱されて高温になった排気ポー
ト入口(15)および排気ポート(５)の周肉壁の高熱が点火
栓(９)に伝わりにくくなり、点火栓(９)が比較的低温に
保たれる。

【００３４】つぎに、前記冷却風通路(７)の通路中心か
ら見て、排気ポート入口(15)よりも点火栓ボス孔内端(1
6)の方をより近づくように変位させる。この構成から、
点火栓(９)は冷却風通路(７)の通路中心に近づいた分だ
け冷却風が強く当たって、強力に冷却される。

【００３５】このように、点火栓(９)は、排気ポート入
口(15)および排気ポート(５)の周肉壁からの熱伝達量が
少なくて、比較的低温に保たれることと、強い冷却風で
強力に冷却されることとの相乗作用により、点火栓(９)
のプラグハウジング(10)が比較的低温に保持される分だ
け、点火栓(９)の耐熱限界によるエンジン出力設定限界
を高めて、エンジンの一層の高出力化に寄与することが
できる。しかも、点火栓(９)の耐久性をもさらに高める
こともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の火花点火式頭上弁エンジンのシリンダ
ヘッド空冷装置の実施形態１を示す。図１(Ａ)は動弁装
置部分の縦断左側面図。図１(Ｂ)はシリンダヘッドの横
断平面図。図１(Ｃ)は燃焼室内の弁配置図。

【図２】シリンダヘッドの縦断背面図。

【図３】シリンダヘッドの平面図。

【図４】強制空冷傾斜型ペントルーフ燃焼室火花点火式
頭上弁エンジンの縦断背面図。

【図５】本発明の実施形態２を示す、シリンダヘッドの
横断平面図。

【図６】シリンダヘッド部の縦断左側面図。

【図７】シリンダヘッド部の縦断背面図。

【図８】本発明の実施形態３を示す、シリンダヘッドの
横断平面図。

【図９】シリンダヘッド部の縦断左側面図。

【図１０】従来技術を示す、シリンダヘッド部の縦断左
側面図。

【符号の説明】

１…火花点火式頭上弁エンジン、 ２…シリンダヘッ
ド、 ３…吸気ポート、４…吸気弁ボス、 ５…排気ポ
ート、 ６…排気弁ボス、 ７…冷却風通路、８…点火
栓ボス孔、 ９…点火栓、 １０…プラグハウジング、
１１…通路天井面、 １２…天井面両側部、 １３…
天井面中央部、 １４…吸気ポート出口、 １５…排気
ポート入口、 １６…点火栓ボス孔内端、 １７…燃焼
室、Ｌ１…点火・排気離間距離、 Ｌ２…吸気同士離間
距離。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】火花点火式頭上弁エンジン(１)のシリンダ
   ヘッド(２)の内部で、吸気ポート(３)および吸気弁ボス
   (４)と、排気ポート(５)および排気弁ボス(６)との間に
   冷却風通路(７)を形成し、この冷却風通路(７)に点火栓
   ボス孔(８)に取り付けた点火栓(９)のプラグハウジング
   (10)を臨ませて構成した、 火花点火式頭上弁エンジンのシリンダヘッド空冷装置に
   おいて、 上記冷却風通路(７)の通路天井面(11)を吸気弁ボス(４)
   および排気弁ボス(６)が位置する天井面両側部(12)(12)
   から天井面中央部(13)に近づくほど高くなる中高状に形
   成した、 ことを特徴とする火花点火式頭上弁エンジンのシリンダ
   ヘッド空冷装置。
2. 【請求項２】前記シリンダヘッド(２)の燃焼室(17)を形
   成する面で、その一側に前記吸気ポート(３)の出口(14)
   (14)を２個並設するのに対して、その他側に排気ポート
   (５)の入口(15)１個と点火栓ボス孔(８)の孔内端(16)と
   を並設し、 点火栓ボス孔内端(16)と排気ポート入口(15)との点火・
   排気離間距離(Ｌ１)を両吸気ポート出口(14)(14)同士間
   の吸気同士離間距離(Ｌ２)よりも長い寸法に設定し、 前記冷却風通路(７)の通路中心から見て、排気ポート入
   口(15)よりも点火栓ボス孔内端(16)の方をより近づくよ
   うに変位させて構成した、 ことを特徴とする請求項１に記載の火花点火式頭上弁エ
   ンジンのシリンダヘッド空冷装置。