JPS6132491B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンに関するもので、特にシリン
ダヘツドに関するものである。

従来、一般的に、エンジンは同一出力であるな
らば、出来るだけ小型で軽量であることが望まし
い。

従つて本発明は前記点に鑑み成されたものであ
り、エンジン全体容積を著るしく減少させるよう
に工夫された内部配置を持つシリンダヘツドを製
作することによつて同一出力ならより小型で軽量
なエンジンを提供することを目的とする。

前記目的は、本発明による一列に配置された複
数のシリンダブロツクと、このシリンダブロツク
の夫々に取り付けられた複数のシリンダヘツドと
を有するエンジンであつて、前記各シリンダヘツ
ドの内部の一方側には給気通路と排気通路とが、
この一方側に対向する他方側には、一対のロツカ
アーム軸穴と噴射器取付穴とが夫々形成されてお
り、前記シリンダヘツドは平面的に見て実質的に
正六角形の頂点の位置に夫々配置された６個のネ
ジによつてシリンダブロツクに固定されており、
前記正六角形は前記シリンダブロツクの配列方向
に対し直交する２つの辺を有しており、前記給気
通路はシリンダヘツドの上面で開口しており、排
気通路はシリンダヘツドの側面で開口しており、
前記噴射器取付穴は前記一対のロツカアーム軸穴
の間に配置されていると共に、シリンダブロツク
に形成されたエンジンの中心軸に対して傾斜しか
つシリンダブロツクの配列方向に対して実質的に
直交する、この中心軸と噴射器取付穴の中心とを
含む面上で伸延しており、更にこの噴射器取付穴
は、前記６個のネジのうち一つのネジの上を伸延
しており、この一つのネジの長さは、前記６個の
ネジのうち前記２つの辺の両端に配置される４つ
のネジの長さに比較して短く、前記噴射器取付穴
には、噴射器が着座する台座が形成されているこ
とを特徴とするエンジンによつて達成される。

本発明によるエンジンは以下の点をその主な特
徴とする。

即ち、給気通路と排気通路とが夫々同じ一方側
に配置され、これらの給気通路及び排気通路がロ
ツカアーム軸穴及び噴射器取付穴とは反対側にあ
る。このことにより、過給気型エンジンを形成す
る際、排気通路から給気通路への連関チユーブ
を、エンジンの一方の側から他方の側へ通すよう
に配置する必要が無く、エンジンの上方、後方あ
るいは前方に余分の容積をとる必要が無く、エン
ジン全体をコンパクトにし得る。

シリンダブロツク上にあるシリンダヘツドは６
個のネジで固定され、これらの各ネジは実質的に
正六角形の頂点を形成する位置にあり、この実質
的な正六角形がシリンダブロツクの方向に対して
直交する２つの辺を持つようにこれらのネジは配
置され、シリンダヘツドをシリンダブロツクに取
付けているため、シリンダヘツドのシリンダブロ
ツクの取付締付力が片寄ることなく、該締付力を
均一にし得し、耐久性の高いシリンダヘツドとシ
リンダブロツクとの結合を確認し得る。

更に本発明のエンジンの特徴によれば、給気通
路はシリンダヘツドの上面に開口しており、一
方、排気通路はシリンダヘツドの側面に開口して
いるため、冷却液循環路を給気通路側に配置する
ことにより、排気通路から離れた位置に当該冷却
液循環路は配置され得、このことにより冷却液は
比較的高温になりにくく、従つて、冷却ラジエタ
ーと冷却装置類全体における容積を小さくし得、
エンジン全体の大きさを小さくし得る。

本発明のエンジンの特徴によれば、シリンダヘ
ツドが４個の長ネジと２個の短いネジでシリンダ
ブロツク上に固定されていて、前記長ネジの角頭
部はシリンダヘツドの上面で支えられていて、前
記の短いネジはエンジンブロツクの配列方向に関
する対称位置にあり、一方の短ネジは、給気通路
と排気通路との間に位置し、噴射器としての噴射
ノズルを担持する部分はシリンダブロツクに形成
されたシリンダの中心軸に対して傾斜しており、
それ故他方の短ネジは、噴射ノズルを担持する伸
延部分の下方に位置し、従つて前記４個の長ネジ
及び２個の短ネジを総て、シリンダの周囲に近接
した位置に配置し得、このことによりエンジン全
体の大きさを小形化し得る。

又、補強材はシリンダヘツドの下方に備えら
れ、シリンダのライナーのフランジ上にあるシリ
ンダヘツドを支える面に対し直角をなすように配
置されており、各補強材は短いネジから長いネジ
の取付位置に向つて伸延しているため、各取付位
置部分を補強するようになり、シリンダヘツド自
身の機械的強度を増加し得る。

本発明のエンジンの補足的特徴によればシリン
ダヘツド内の冷却液体の循環路は給気通路下方に
設置された冷却液を導入するための開口を有し、
ここから冷却液体は、多量の熱が生じ易い部分で
あるバルブ軸穴とバルブ軸穴との間から、噴射器
の担持部にかけた部分に設けられた第１の導管に
よつて導かれるため、当該部分を効果的に冷却し
得る。

本発明のエンジンの補足的特徴によれば、冷却
液体の循環路は排気通路の下に位置する第２の導
管を有するが、この第２の導管はバルブとバルブ
との間にある第１の導管より小さい面積の断面を
有しており、必要に応じた効果的な冷却を行ない
得る。

本発明のエンジンの補足的特徴によれば、冷却
循環路の導管をロツカアーム部分からへだてる仕
切り壁は給気通路の下側に位置する冷却循環路入
口部から噴射器取付穴に沿つて位置する冷却循環
路出口部にかけて全体に上方に向つて傾斜してお
り、このことにより、冷却循環路のガス抜きを行
ない得る。

本発明のエンジンの補足的特徴によれば、シリ
ンダヘツドの上面にあるロツカアームを受けるく
ぼみの底部は排気用ロツカアーム受軸の穴の高さ
に配置され、この穴は給気用ロツカアームの受軸
の穴より大きくなつているが、この排気用ロツカ
アーム受軸の穴により油がシリンダブロツク中に
降下する。

添付図面は本発明の特徴の理解のためのもので
あり、しかしながらこれはあくまでも一例であ
り、本発明はこれに限定されない。

第１図は単気筒エンジンを組合せた、本発明に
よるシリンダヘツドユニツト１〜４を備えた４気
筒エンジンを示す。これらのシリンダヘツドの１
つは第４図から第１１図に詳しく図示されてい
る。

このシリンダヘツドは給気バルブ５及び排気バ
ルブ６を有するが、これらのバルブはシリンダヘ
ツドの上部に配置されているロツカアーム７，８
によつて操作され、ロツカアーム自体は、ロツカ
アーム軸穴１１，１２を通つてシリンダヘツドを
横断している操作棒によつて動かされている。前
記の穴１１，１２はシリンダヘツドの側面の端に
近接している。又、このシリンダヘツドは、正六
角形の各頂点にある６個のネジ１３〜１８によつ
てシリンダブロツク上に固定されている。この正
六角形はエンジンの配列方向に対して実質的に直
交する二辺を有する。シリンダブロツクに形成さ
れたシリンダの中心軸に対し対称位置にあり且つ
夫々を結ぶ線がシリンダブロツクの配設方向に対
して実質的に直交するように配置されたネジ１
３，１４は短いネジである。ネジ１５〜１８は長
いネジで、２個のシリンダヘツドが並列に配置さ
れる場合、これらの長いネジはこれらのシリンダ
ヘツドの両方にかかる。このことにより、必要な
長ネジの数を減らし得且つエンジン全体の長さを
短くし得、エンジン全体を小型化し得る。又、こ
の正六角形の中心は、シリンダブロツクのシリン
ダの中心軸とピツタリ重なり、シリンダヘツドの
シリンダブロツクに対する締めつけを非常に良い
状態で確保し得、シリンダヘツドはしつかりと固
定される。特に第６図と第８図において示される
ように、４個の補強材１９は、シリンダヘツドの
底部分中に具備され、シリンダのライナーのフラ
ンジ上にある、シリンダヘツドを支えている面状
部分に対し直角になつている。各補強材は短いネ
ジから長いネジに向つて伸延している。

本発明においては、給気通路２０と排気通路２
１とはシリンダヘツドの同一側に、即ちロツカア
ームを操作する軸９，１０とは反対側に配置され
る。給気通路２０のフランジ２２はシリンダヘツ
ドの上面に固定され、排気通路２１のフランジ２
３はシリンダヘツドの側面に固定される（第２
図）。噴射器３４はロツカアームの軸９，１０の
間に斜めに据えつけられ、シリンダヘツドを固定
する短いネジの上に伸延するように据えつけられ
る。

シリンダヘツド内の冷却流体循環路は、給気通
路２０下方に位置する冷却液体を導入するための
開口である入口穴２４を有する（第８図）。入口
穴２４から入つた冷却液体は矢印５０の方向に沿
つて導かれ、その内の大部分の冷却液体の流量は
入口穴２４から矢印５１の方向に沿つて一対のバ
ルブ軸の間の部分に導かれる。即ち２個のバルブ
の間を通る導管２５の中に導かれる。（第６図，
第１０図）。

一方、矢印５０の方向に沿つて導かれた冷却液
体の内の小量の流量は排気通路２１の下方を通る
導管２６中に、すなわち矢印５２の方向に沿つて
導かれる（第６図，第９図）。第３図の矢印が示
すように大量の冷却液体が噴射器装置３４の取付
部上に真直ぐに来る。そして導管２５，２６夫々
に導かれた冷却液体は再び合流し矢印５３の方向
に沿つてシリンダヘツド上面の冷却液体を排出す
るための開口である穴２８からシリンダヘツドを
出る。この穴２８は噴射器３４の側に配置されて
いる。

冷却循環路の導管と給気ロツカアーム７が配置
される部分とをへだてる仕切り２９は、穴１１か
らバルブ５に向つて、下方に傾斜している。それ
とは反対に、冷却循環路の導管と排気ロツカアー
ム８が配置されている部分とをへだてる仕切り３
０は、仕切り２９とは反対方向に、バルブ６から
穴１２に向かつて、下方に傾斜している。即ち、
バルブ６から穴１２に向つて斜めになつている
（第８図，第９図）。さらに、シリンダヘツドの上
部にあるロツカアームが配置されているくぼみの
底部は穴１２の高さにある。その穴１２の内部で
は排気ロツカアーム３を操作する軸１０が滑動す
る。この穴１２は給気ロツカアーム７に結合され
た穴１１よりも直径が大きいのでシリンダブロツ
ク中に油が容易に降下する。それと同時に、仕切
り２９，３０の傾斜は冷却循環路におけるガス抜
きを容易とする。

以上の配置による利点として、特に下記の点が
ある。

短いネジ１３，１４を用いることにより、圧縮
力を受けているシリンダヘツドとシリンダブロツ
クとのより耐久性の高い結合を確保する。これは
給気通路２０、排気通路２１がシリンダヘツドの
同側面に配置されることにより可能となる。尚、
ネジ１３は給気通路２０と排気通路２１との間に
配置され、ネジ１４は噴射器取付部に取付けられ
た噴射器３４の下側の下方に配置される。噴射器
３４はシリンダの中心軸に対して比較的傾斜して
取付けられており、少し高くなつているシリンダ
ヘツドの軸孔中のボスに直接装着される。したが
つて噴射ノズルのためのソケツトをはめ込む必要
はない。さらに軸９，１０を噴射器の両側に置く
ことにより、従来のエンジンよりも、容積小であ
るロツカアームを形成することができる。このこ
とは、６個のネジ１３〜１８を、シリンダのライ
ナーのフランジのすぐそばに配置させることが出
来、これによりエンジンの容積を著るしく減少さ
せ得る。即ちエンジンの上部を小さくし得る。

給気通路と排気通路とが同じ側に配置されてい
るので、連関チユーブを配置する必要なしに、過
給気型エンジンを形成することができる。従来の
シリンダヘツドにおいては、この連関チユーブ
は、エンジンの一方の側から他方の側へ通り、そ
してエンジンの上方、後方あるいは前方に余分の
容積をとり得る。

冷却循環路と排気通路との接触をできるだけ避
けることにより、２つの利点が得られる。第１に
冷却液体か排出される熱の著るしい減少がもたら
される。このことは冷却ラジエータと冷却装置類
全体における容積を小さくする。第２に、過給気
型エンジンにおいては排気ガスを冷却しない方が
過給ターボ圧縮機の効率が良くなり、有利であ
る。

排気通路２１の位置はロツカアームの軸及び穴
１２と反対側にあり、この穴１２を通つて、油が
シリンダブロツクに向つて戻るが、この排気通路
２１の位置により油への熱の移行が減少する。油
から排出される熱量の減少は、水と油の循環路の
間にある熱交換器を縮小させ、場合によつては除
去させることもできる。

第１２図に図示されている一例によれば、多気
筒シリンダヘツドを同じようにして形成すること
ができる。

例えばシリンダブロツクの３個のシリンダにお
いて、夫々のシリンダに対して種々の装置及び通
路については同じ内部配置をもつ単一のシリンダ
ヘツドを組合わせたシリンダヘツドで覆う。

本発明によるシリンダヘツドは水平型エンジン
に完全に適用され得る。即ちこの水平型エンジン
のシリンダの軸が横たわつているので、上部にお
ける空間を節約させる。この場合、一方では入口
２４から、他方では補足口３１からガス抜きがな
される。この補足口３１はシリンダヘツドの側面
の仕切り中にあるネジ１３と同じ高さにあけられ
た口である（第７図，第１１図）。この口３１の
ふさぎとして取換えのできる栓が用意される。

本願発明のシリンダヘツドは、前記の構成を有
することにより、排気通路、給気通路及び噴射器
取付穴によつて囲まれた部分、すなわち大量の熱
を発する燃焼シリンダに近く最も熱のこもり易い
部分に大量の冷却液体を流して高い冷却効果を
得、燃焼シリンダよりは発熱量が少ない排気通路
近傍には、小量の冷却液体を流して比較的低い冷
却効果を得ることが出来、エンジン各部の発熱量
に応じてエンジン各部に対して冷却を行なうこと
が可能になり、シリンダ内における燃焼効果を高
めることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシリンダヘツドユニツト
４個が装備されたエンジンの平面図、第２図は前
記エンジンの概略側面図、第３図は前記エンジン
の機能を図解する概略平面図、第４図はロツカア
ームが装備されている本発明によるシリンダヘツ
ドユニツトの詳細な平面図、第５図は前記と同じ
シリンダヘツドの平面図であるが、ロツカアーム
を除いてあり、第６図は第８図の―線断面
図、第７図は第８図の―線断面図、第８図は
第５図の―線断面図、第９図は第５図の―
線断面図、第１０図は第５図の―線断面
図、第１１図は第５図のXI―XI線断面図、第１２
図は本発明の一例による多気筒シリンダヘツドの
底面図である。 ５…給気バルブ、６…排気バルブ、７，８…ロ
ツカアーム、１３〜１８…ネジ、２０…給気管、
２１…排気管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一列に配置された複数のシリンダブロツク
   と、このシリンダブロツクの夫々に取り付けられ
   た複数のシリンダヘツドとを有するエンジンであ
   つて、前記各シリンダヘツドの内部の一方側には
   給気通路と排気通路とが、この一方側に対向する
   他方側には、一対のロツカアーム軸穴と噴射器取
   付穴とが夫々形成されており、前記シリンダヘツ
   ドは平面的に見て実質的に正六角形の頂点の位置
   に夫々配置された６個のネジによつてシリンダブ
   ロツクに固定されており、前記正六角形は前記シ
   リンダブロツクの配列方向に対し直交する２つの
   辺を有しており、前記給気通路はシリンダヘツド
   の上面で開口しており、排気通路はシリンダヘツ
   ドの側面で開口しており、前記噴射器取付穴は前
   記一対のロツカアーム軸穴の間に配置されている
   と共に、シリンダブロツクに形成されたシリンダ
   の中心軸に対して傾斜しかつシリンダブロツクの
   配列方向に対して実質的に直交する、この中心軸
   と噴射器取付穴の中心とを含む面上で伸延してお
   り、更にこの噴射器取付穴は、前記６個のネジの
   うちの一つのネジの上を伸延しており、この一つ
   のネジの長さは、前記６個のネジのうち前記２つ
   の辺の両端に配置される４つのネジの長さに比較
   して短く、前記噴射器取付穴には、噴射器が着座
   する台座が形成されていることを特徴とするエン
   ジン。 ２ 前記配列方向に直交する辺の両端に設けられ
   た４個のネジの頭部はシリンダヘツドの上面にあ
   り、前記噴射器取付穴が上方で伸延する前記一つ
   のネジに対して、前記シリンダの中心軸に関して
   対称に配置された前記６個のネジのうちの残る一
   つのネジは前記６個のネジのうち前記２つの辺の
   両端に配置される４個のネジの長さに比較して短
   く、前記残る一つのネジは給気通路と排気通路と
   の間にある凹部に取付けられており、前記一つの
   ネジは前記噴射器の頭部より下方にある凹部に取
   付けられている特許請求の範囲第１項に記載のエ
   ンジン。 ３ 前記バルブロツカアーム軸穴はくぼみ部を有
   し、このくぼみ部の最下部が排気バルブロツカア
   ーム軸を受ける穴のところに位置し、この穴が給
   気バルブロツカアーム軸を受ける穴より大きく、
   前記くぼみ部からシリンダブロツクの方に潤滑油
   が下降する通過路に使われることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項又は第２項に記載のエンジ
   ン。 ４ 前記６個のネジの内、前記２個の長ネジが、
   隣り合う２個のシリンダヘツドに共有されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項の
   いずれかに記載のエンジン。 ５ 一列に配置された複数のシリンダブロツク
   と、このシリンダブロツクの夫々に取り付けられ
   た複数のシリンダヘツドとを有するエンジンであ
   つて、前記各シリンダヘツドの内部の一方側には
   給気通路と排気通路とが、この一方側に対向する
   他方側には、一対のロツカアーム軸穴と噴射器取
   付穴とが夫々形成されており、前記シリンダヘツ
   ドは平面的に見て実質的に正六角形の頂点の位置
   に夫々配置された６個のネジによつてシリンダブ
   ロツクに固定されており、前記正六角形は前記シ
   リンダブロツクの配列方向に対し直交する２つの
   辺を有しており、前記給気通路はシリンダヘツド
   の上面で開口しており、排気通路はシリンダヘツ
   ドの側面で開口しており、前記噴射器取付穴は前
   記一対のロツカアーム軸穴の間に配置されている
   と共に、シリンダブロツクに形成されたシリンダ
   の中心軸に対して傾斜しかつシリンダブロツクの
   配列方向に対して実質的に直交する、この中心軸
   と噴射器取付穴の中心とを含む面上で伸延してお
   り、更にこの噴射器取付穴は、前記６個のネジの
   うちの一つのネジの上を伸延しており、この一つ
   のネジの長さは、前記６個のネジのうち前記２つ
   の辺の両端に配置される４つのネジの長さに比較
   して短く、前記噴射器取付穴には、噴射器が着座
   する台座が形成されており、前記シリンダヘツド
   の下部には、シリンダライナーのフランジのシリ
   ンダヘツドを支える面に対して垂直であり、且つ
   前記長ネジから短いネジに向つて伸延する補強部
   材が設けられたエンジン。 ６ 前記配列方向に直交する辺の両端に設けられ
   た４個のネジの頭部はシリンダヘツドの上面にあ
   り、前記噴射器取付穴が上方で伸延する前記一つ
   のネジに対して前記シリンダの中心軸に関して対
   称に配置された前記６個のネジのうちの残る一つ
   のネジは前記６個のネジのうち前記２つの辺の両
   端に配置される４個のネジの長さに比較して短
   く、前記残る一つのネジは給気通路と排気通路と
   の間にある凹部に取付けられており、前記一つの
   ネジは前記噴射器の頭部より下方にある凹部に取
   付けられている特許請求の範囲第５項に記載のエ
   ンジン。 ７ 前記バルブロツカアーム軸穴はくぼみ部を有
   し、このくぼみ部の最下部が排気バルブロツカア
   ーム軸を受ける穴のところに位置し、この穴が給
   気バルブロツカアーム軸を受ける穴より大きく、
   前記くぼみ部からシリンダブロツクの方に潤滑油
   が下降する通過路に使われることを特徴とする特
   許請求の範囲第５項又は第６項に記載のエンジ
   ン。 ８ 前記６個のネジの内、前記２個の長ネジが、
   隣り合う２個のシリンダヘツドに共有されること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項から第７項の
   いずれかに記載のエンジン。 ９ 一列に配置された複数のシリンダブロツク
   と、このシリンダブロツクの夫々に取り付けられ
   た複数のシリンダヘツドとを有するエンジンであ
   つて、前記各シリンダヘツドの内部の一方側には
   給気通路と排気通路とが、この一方側に対向する
   他方側には、一対のロツカアーム軸穴と噴射器取
   付穴とが夫々形成されており、前記シリンダヘツ
   ドは平面的に見て実質的に正六角形の頂点の位置
   に夫々配置された６個のネジによつてシリンダブ
   ロツクに固定されており、前記正六角形は前記シ
   リンダブロツクの配列方向に対し直交する２つの
   辺を有しており、前記給気通路はシリンダヘツド
   の上面で開口しており、排気通路はシリンダヘツ
   ドの側面で開口しており、前記噴射器取付穴は前
   記一対のロツカアーム軸穴の間に配置されている
   と共に、シリンダブロツクに形成されたシリンダ
   の中心軸に対して傾斜しかつシリンダブロツクの
   配列方向に対して実質的に直交する、この中心軸
   と噴射器取付穴の中心とを含む面上で伸延してお
   り、更にこの噴射器取付穴は、前記６個のネジの
   うち一つのネジの上を伸延しており、この一つの
   ネジの長さは、前記６個のネジのうち前記２つの
   辺の両端に配置される４つのネジの長さに比較し
   て短く、前記噴射器取付穴には、噴射器が着座す
   る台座が形成されており、前記シリンダヘツドに
   は冷却液体の循環路が設けられていることを特徴
   とするエンジン。 １０ 前記配列方向に直交する辺の両端に設けら
   れた４個のネジの頭部はシリンダヘツドの上面に
   あり、前記噴射器取付穴が上方で伸延する前記一
   つのネジに対して、前記シリンダの中心軸に関し
   て対称に配置された前記６個のネジのうちの残る
   一つのネジは前記６個のネジのうち前記２つの辺
   の両端に配置される４個のネジの長さに比較して
   短く、前記残る一つのネジは給気通路と排気通路
   との間にある凹部に取付けれており、前記一つの
   ネジは前記噴射器の頭部より下方にある凹部に取
   付けられている特許請求の範囲第９項に記載のエ
   ンジン。 １１ 前記バルブロツカアーム軸穴はくぼみ部を
   有し、このくぼみ部の最下部が排気バルブロツカ
   アーム軸も受ける穴のところに位置し、この穴が
   給気バルブロツカアーム軸を受ける穴より大き
   く、前記くぼみ部からシリンダブロツクの方に潤
   滑油が下降する通過路に使われることを特徴とす
   る特許請求の範囲第９項又は第１０項に記載のエ
   ンジン。 １２ 前記６個のネジの内、前記２個の長ネジ
   が、隣り合う２個のシリンダヘツドに共有される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第９項から第１
   １項のいずれかに記載のエンジン。 １３ 前記循環路がシリンダヘツドの下面に且つ
   前記給気通路の下方に位置する冷却液を導入する
   開口を有する特許請求の範囲第９項から第１２項
   のいずれかに記載のエンジン。 １４ 前記循環路が前記開口からの冷却液体の大
   部分を前記一対のバルブロツカアーム軸穴の間に
   且つ噴射器の取付穴のまわりに導くことを特徴と
   する特許請求の範囲第１３項に記載のエンジン。 １５ 前記循環路が前記開口からの冷却液体の少
   量を前記排気通路のまわりに導くことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１３項又は第１４項に記載の
   エンジン。 １６ 前記循環路がシリンダヘツドの上面で且つ
   噴射器の取り付けられた側に前記開口からの冷却
   液体を排出する第２の開口を有する特許請求の範
   囲第１３項から第１５項のいずれかに記載のエン
   ジン。