JPH0214540B2 - - Google Patents

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JPH0214540B2
JPH0214540B2 JP58221724A JP22172483A JPH0214540B2 JP H0214540 B2 JPH0214540 B2 JP H0214540B2 JP 58221724 A JP58221724 A JP 58221724A JP 22172483 A JP22172483 A JP 22172483A JP H0214540 B2 JPH0214540 B2 JP H0214540B2
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JP
Japan
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port side
cylinder head
water jacket
camshaft bearing
upper wall
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JP58221724A
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English (en)
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JPS60113050A (ja
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Takeshi Taguchi
Yukio Takada
Yoshimichi Tanaka
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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Publication date
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Priority to US06/673,431 priority patent/US4567859A/en
Priority to KR1019840007307A priority patent/KR850003928A/ko
Publication of JPS60113050A publication Critical patent/JPS60113050A/ja
Publication of JPH0214540B2 publication Critical patent/JPH0214540B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/14Cylinders with means for directing, guiding or distributing liquid stream
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/22Side valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はエンジンのシリンダヘツド構造に関す
る。殊に本発明は、上面にカムシヤフトベアリン
グが形成され、下面の裏側に沿つてエンジン冷却
水通路が形成された形式のエンジンシリンダヘツ
ド構造に関する。
(従来技術) いわゆるオーバーヘツドカム式の動弁機構を有
するエンジンのシリンダヘツドは、上面の長さ方
向に適当な間隔をもつてカムシヤフトベアリング
が形成される。そして、エンジンが水冷式のばあ
いには、実開昭56−41134号に開示されているよ
うに、シリンダヘツド下面の裏側に冷却水通路が
形成される。この構造では、カムシヤフトに生じ
る上下方向の荷重は、カムシヤフトベアリングの
面と冷却水通路との間に形成される壁により支持
されることになる。しかし、最近のエンジンで
は、エンジン軽量化のために、シリンダヘツドの
壁部の肉厚が削減される傾向にあり、このためシ
リンダヘツドの剛性の低下を招き、シリンダヘツ
ドをヘツドボルトによりシリンダブロツクに取付
けたとき、ヘツドボルトの締付力および燃焼熱に
よる熱膨張によりシリンダヘツドに変形を生ずる
という問題がある。すなわち、シリンダヘツド
は、運転時においてシリンダブロツクとの合せ面
側、換言するとシリンダヘツド下部付近が燃焼室
の燃焼熱を受けて高温となるのに対し、シリンダ
ヘツド上部付近がエンジン冷却水通路を間に介し
て燃焼室から遠く離れているため、上下方向にお
いて温度分布が異なり、熱膨張の作用を受けて凹
状に変形しようとする。
しかしながら、実際には、シリンダヘツドはヘ
ツドボルトによりシリンダブロツクに強固に締結
されているため、シリンダヘツド下部がシリンダ
ブロツクとの合せ面に沿つて側方に膨張したとき
に、シリンダヘツド上部も側方に引張られること
になる。そのため、カムシヤフトベアリングとエ
ンジン冷却水通路との最狭部に引張り応力が発生
する。そして、シリンダヘツドに生じるこの引張
り応力とカムシヤフトベアリングにエンジン作動
中に加わる荷重により、カムシヤフトベアリング
下部に亀裂を生ずることがある。
一般に、エンジンのシリンダヘツドにおいて
は、排気ポート側が吸気ポート側より高い熱負荷
を受ける。排気ポートと吸気ポートはカムシヤフ
トベアリングを挟んで両側に対向配置されるのが
普通であるが、上記した熱負荷の問題に対処する
ため、シリンダヘツドのウオータージヤケツト
は、排気ポート側で冷却能力が高くなるように、
ウオータージヤケツトの上壁面を排気ポート側で
吸気ポート側より高く設定して排気ポート側のウ
オータージヤケツトの容積を吸気ポート側より大
きくする。このため、ウオータージヤケツトの上
方のシリンダヘツドの壁は、排気側が吸気側より
薄くなる。この構成により、排気ポート側と吸気
ポート側での熱膨張の差を極力抑えることができ
る。しかし、この構造では、シリンダヘツド締結
のためのヘツドボルト挿入孔を持つボス部まわり
のボルト軸方向の剛性が低くなり、ボルト締結時
に変形を生ずる。この変形に加えて、弁作動時に
カムシヤフトからカムシヤフトベアリングに周期
的に力が加わるが、上述のようにウオータージヤ
ケツトの上方の壁は排気側が吸気側より薄いの
で、カムシヤフトベアリングに作用する力に起因
する応力は、排気ポート側で高くなる。
(発明の目的) 本発明の目的は、排気ポート側のウオータージ
ヤケツトの容積を吸気ポート側より大きくして排
気ポート側における冷却効果を高めることにより
吸気ポート側と排気ポート側の膨張を均一にした
エンジンのシリンダヘツド構造において、得に排
気ポート側でシリンダヘツドに十分な剛性を与え
ることができ、かつカムシヤフトベアリング付近
の亀裂を防止できるようにすることにある。
(発明の構成) 本発明は、上述の目的を達成するため、次の構
成を有する。すなわち、本発明は、上面と、シリ
ンダブロツクの上面に取付けられる下面とを有
し、前記上面の上側にカムシヤフトベアリング
が、前記下面の裏側に沿つてウオータージヤケツ
トがそれぞれ形成され、前記カムシヤフトベアリ
ングの両側にはシリンダヘツド締結用ヘツドボル
トの挿入孔を有するボス部が形成され、吸気弁お
よび排気弁の弁棒をガイドするガイド孔はカムシ
ヤフトベアリングの軸方向にみてV字形に配置さ
れ、前記ウオータージヤケツトは、上壁が排気ポ
ート側で吸気ポート側より高い位置に設定された
形式のエンジンシリンダヘツド構造に関するもの
である。本発明の特徴は、前記ボス部よりカムシ
ヤフト軸方向に外れた位置で前記ウオータージヤ
ケツトの上壁が排気ポート側より吸気ポート側が
厚くなるように設定され、前記エンジン冷却水通
路内には、前記カムシヤフトベアリングの両側の
前記ボス部間にわたして横方向に延びる補強リブ
が前記ウオータージヤケツトの前記上壁から下方
に突出するように形成され、前記補強リブが前記
ウオータージヤケツトの前記上壁の下方に突出す
る量は、排気ポート側の前記ボス部近傍が吸気ポ
ート側の前記ボス部近傍より大きくなるように設
定されたことにある。
(発明の効果) 本発明の上記構成によれば、カムシヤフトベア
リングの下側に、シリンダヘツド両側面にわたし
て横方向に延びる補強リブが形成され、この補強
リブがウオータージヤケツトの上壁から突出する
量は、排気ポート側が吸気ポート側より大きいの
で、排気ポート側においてシリンダヘツドの剛性
が高まり、シリンダヘツドの変形を抑制すること
ができ、かつこの変形とエンジン作動時の荷重に
よりカムシヤフトベアリング下部に亀裂が発生す
る問題を解消することができる。この補強リブの
突出量の違いは、ウオータージヤケツトの上壁面
が排気ポート側で吸気ポート側より高くなつてい
ることを利用して設定できるので、ウオータージ
ヤケツトの冷却能力を減少させる恐れはなくな
る。
(実施例の説明) 図を参照すると、シリンダヘツド1は、シリン
ダボア2aを有するシリンダブロツクの上部にガ
スケツト3を介して取付けられ、下面には、シリ
ンダボア2aに対応する位置に凹部1aが形成さ
れて、シリンダボア2aとともに燃焼室4を構成
する。シリンダヘツド1の下面に沿つてその裏側
には、エンジン冷却水通路を構成するウオーター
ジヤケツト5がシリンダヘツド1の長さ方向に延
びるように形成されており、さらにシリンダヘツ
ド1の上面の上には、長さ方向に間隔をもつて、
複数個のカムシヤフトベアリング6が形成されて
いる。第4図に示すように、燃焼室4に対応する
位置では、シリンダヘツド1に吸気ポート7およ
び排気ポート8が形成され、これらポート7,8
にはそれぞれバルブシート9,10が埋設されて
いる。また、シリンダヘツド1の上壁には、カム
シヤフトベアリング6の両側において、吸気弁お
よび排気弁の弁棒をガイドするガイド孔7a,8
aがV字形に形成されている。
第1図に示すように、ウオータージヤケツト5
はシリンダヘツド1のほぼ全長にわたつて形成さ
れている。第2図に示すように、ウオータージヤ
ケツト5の上壁5bは、排気ポート8側が吸気ポ
ート7側より高くなつている。第3図に示すよう
に、このウオータージヤケツト5の上壁5bは、
吸気ポート7側が排気ポート8側より厚くなつて
いる。ウオータージヤケツト5内において、カム
シヤフトベアリング6の下側にあたる部分に、上
壁5bから下向きに突出するように補強リブ11
が形成されている。第2図を参照すると、この補
強リブ11は、ウオータージヤケツト5の両側に
位置するシリンダヘツド1の両側壁12の間にわ
たして、シリンダヘツド1の横方向に延びるよう
に形成されている。この補強リブ11は、第2図
に示すように、ウオータージヤケツト5の上壁5
bから下方に突出する量が、排気ポート8側で吸
気ポート7側より大きくなつており、特に排気ポ
ート8側でシリンダヘツド1の剛性を高める効果
を有する。シリンダヘツド1にはヘツドボルト1
3を通すための孔13aを有するボス部13bが
形成され、ヘツドボルト13によりシリンダブロ
ツク2に取付けられるが、シリンダヘツド1には
上述のように補強リブ11が形成されて剛性が高
められるため、ヘツドボルト13の締め付けによ
りシリンダヘツド1に変形が生じるのを抑制する
ことができる。図示例では、カムシヤフトベアリ
ング6は、シリンダブロツク2のシリンダボア2
a間の壁にほぼ対応する位置に形成され、ヘツド
ボルト13もほぼその位置に配置される。
シリンダヘツド1の長手方向に隣り合つたヘツ
ドボルト13の間では、ウオータージヤケツト5
は、排気ポート8側において第3図に示すよう
に、ヘツドボルト13より横方向外側に張り出す
位置まで拡張された拡大部5aを有し、この拡大
部5aは上端が補強リブ11より高く形成されて
いる。この拡大部5aの上隅部には冷却水出口1
4が形成されている。このように、上端が補強リ
ブ11より高い位置にある拡大部5aを冷却水通
路5に形成し、該拡大部5aの上隅部に冷却水出
口14を設けることにより、隣接する補強リブ1
1間で冷却水通路5に空気が滞留するのを防止で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のシリンダヘツドを
シリンダブロツクに取付けた状態で示す長さ方向
垂直断面図、第2図、第3図および第4図はそれ
ぞれ第1図の−線、−線および−線
における横断面図である。 1……シリンダヘツド、2……シリンダブロツ
ク、5……冷却水通路、6……カムシヤフトベア
リング、11……補強リブ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 上面と、シリンダブロツクの上面に取付けら
    れる下面とを有し、前記上面の上側にカムシヤフ
    トベアリングが、前記下面の裏側に沿つてウオー
    タージヤケツトがそれぞれ形成され、前記カムシ
    ヤフトベアリングの両側にはシリンダヘツド締結
    用ヘツドボルトの挿入孔を有するボス部が形成さ
    れ、吸気弁および排気弁の弁棒をガイドするガイ
    ド孔はカムシヤフトベアリングの軸方向にみてV
    字形に配置され、前記ウオータージヤケツトは、
    上壁が排気ポート側で吸気ポート側より高い位置
    に設定された形式のエンジンシリンダヘツド構造
    において、前記ボス部よりカムシヤフト軸方向に
    外れた位置で前記ウオータージヤケツトの上壁が
    排気ポート側より吸気ポート側が厚くなるように
    設定され、前記エンジン冷却水通路内には、前記
    カムシヤフトベアリングの両側の前記ボス部間に
    わたして横方向に延びる補強リブが前記ウオータ
    ージヤケツトの前記上壁から下方に突出するよう
    に形成され、前記補強リブが前記ウオータージヤ
    ケツトの前記上壁の下方に突出する量は、排気ポ
    ート側の前記ボス部近傍が吸気ポート側の前記ボ
    ス部近傍より大きくなるように設定されたことを
    特徴とするエンジンのシリンダヘツド構造。
JP58221724A 1983-11-25 1983-11-25 エンジンのシリンダヘツド構造 Granted JPS60113050A (ja)

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JP58221724A JPS60113050A (ja) 1983-11-25 1983-11-25 エンジンのシリンダヘツド構造
US06/673,431 US4567859A (en) 1983-11-25 1984-11-20 Cylinder head structure for internal combustion engines
KR1019840007307A KR850003928A (ko) 1983-11-25 1984-11-22 엔진의 실린더 헤드구조

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JPS60113050A JPS60113050A (ja) 1985-06-19
JPH0214540B2 true JPH0214540B2 (ja) 1990-04-09

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