JPH0754617A - エンジンのシリンダヘッド構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械式アジャスタ機構を備えたエンジンにお
いて、該アジャスタ機構の調整作業を容易に行う。 【構成】 シリンダヘッド１に、ポペット弁で構成され
た吸気弁１９,２０及び排気弁２１,２２を直立状態で配
置し、該吸気弁１９,２０及び排気弁２１,２２を、手動
調整されるアジャスタ機構３６を備えたロッカーアーム
２６,２７を介してカムシャフト４,５により駆動する一
方、上記アジャスタ機構３６を上記カムシャフト４,５
よりもシリンダヘッド幅方向の外方寄りに配置するとと
もに、上記カムシャフト４,５とアジャスタ機構３６と
ヘッドボルト頂面２４aとの上下方向の位置関係を上位
側からカムシャフト４,５、アジャスタ機構３６、ヘッ
ドボルト頂面２４aの順に設定し、もって上記カムシャ
フト４,５及びヘッドボルト１５の存在にかかわらず上
記アジャスタ機構３６をシリンダヘッド１の側方から工
具を差し入れて容易に調整し得るようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、吸気弁及び排気弁を
駆動するロッカーアームにバルブクリアランスを調整す
る手動式のアジャスタ機構を付設したエンジンにおける
シリンダヘッド構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりエンジン、特に高速形のＤＯＨ
Ｃエンジンにおいては、高速運転時における吸・排気弁
の追従性を確保してその動弁性能を常時良好に維持する
という観点から、カムシャフトからの動弁力を受けて吸
気弁及び排気弁を駆動する各ロッカーアームにそれぞれ
バルブクリアランス調整用のアジャスタ機構を付設する
ことが知られており(例えば、実開昭６０ー１０２４０
４号公報)、またこのアジャスタ機構としては、油圧を
利用して自動的にバルブクリアランスを調整する油圧式
のアジャスタ機構の他に、上掲公知例にも開示されるよ
うに、作業者が工具を使用して手動調整するようにした
機械式アジャスタ機構も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
機械式のアジャスタ機構を、特にＤＯＨＣエンジンの動
弁系に備える場合、上掲公知例の如く吸気弁と排気弁と
が所定の交差角をもって傾斜配置される所謂クロスヘッ
ドタイプのエンジンにあっては、一対のカムシャフト間
に比較的大きな作業スペースを確保し得ることから、上
記各アジャスタ機構の調整作業を比較的容易に行うこと
ができるが、例えば、動弁系のレイアウトのコンパクト
化等の要請から吸気弁と排気弁とがほぼ平行に直立状態
で配置された弁配置構造をもつものにおいては各カムシ
ャフトが比較的近接しこれらの間に十分な作業スペース
を確保しにくいことから、各アジャスタ機構の調整作業
が困難であり、場合によっては機械式アジャスタ機構そ
のものの採用が不可能となる場合もある。特に、シリン
ダボア中心にインジェクタ−が配置される直噴式ＤＯＨ
Ｃディーゼルエンジンにあってはかかる問題がさらに顕
著となる。

【０００４】そこで本願発明は、機械式アジャスタ機構
を備えたエンジンにおいて、該アジャスタ機構の調整作
業を容易に行い得るようにしたエンジンのシリンダヘッ
ド構造を提案せんとしてなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として、請求項１記載の発
明では、シリンダブロックの上端面に衝合され且つその
外端縁寄り位置に配置された複数のヘッドボルトにより
締着固定されるシリンダヘッドに、ポペット弁で構成さ
れる吸気弁及び排気弁をシリンダ軸方向に略平行なる如
く直立状態で配置するとともに、該吸気弁及び排気弁
を、手動調整されるアジャスタ機構を備え且つ上記シリ
ンダヘッドの上面側に配置されるロッカーアームを介し
てカムシャフトにより駆動せしめる一方、上記アジャス
タ機構を上記カムシャフトよりもシリンダヘッド幅方向
の外方寄りに配置するとともに、上記カムシャフトとア
ジャスタ機構とヘッドボルト頂面との上下方向の位置関
係を上位側からカムシャフト、アジャスタ機構、ヘッド
ボルト頂面の順に設定したことを特徴としている。

【０００６】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
エンジンのシリンダヘッド構造において、上記カムシャ
フトを上記吸気弁と排気弁にそれぞれ対応して二本設け
るとともに、シリンダボアの略中心位置にインジェクタ
−を配置したことを特徴としている。

【０００７】請求項３記載の発明では、請求項１または
２記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、上記
アジャスタ機構を上記シリンダヘッドの上面よりも上方
に位置せしめる一方、上記ヘッドボルトの頭部を上記シ
リンダヘッドの上面に埋没させたことを特徴としてい
る。

【０００８】請求項４記載の発明では、請求項１,２ま
たは３記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
上記カムシャフトを支持するカム軸受を上記シリンダヘ
ッドの上面より上方へ突出状態で該シリンダヘッドと一
体形成したことを特徴としている。

【０００９】

【作用】本願各発明ではかかる構成とすることによって
それぞれ次のような作用が得られる。

【００１０】 請求項１記載の発明では、アジャスタ
機構をカムシャフトよりもシリンダヘッド幅方向の外方
寄りに配置するとともに、該カムシャフトとアジャスタ
機構とヘッドボルト頂面との上下方向の位置関係を上位
側からカムシャフト、アジャスタ機構、ヘッドボルト頂
面の順に設定しているので、該カムシャフト及びヘッド
ボルトの存在に拘わらずシリンダヘッドの側方から工具
をアジャスタ機構側に差し入れてこれを操作することが
でき、例え吸気弁と排気弁とが直立状態で配置されこれ
らの間に十分な作業スペースを確保することが困難な構
造であってもこれに影響されることなく上記アジャスタ
機構の調整作業を容易に行うことができるものである。

【００１１】 請求項２記載の発明では、シリンダボ
ア中心にインジェクタ−が配置されるとともに、該イン
ジェクタ−を挟んでその両側に二本のカムシャフトが配
置されることで上記各カムシャフト間のスペースがより
一層制約される直噴式ＤＯＨＣディーゼルエンジンであ
っても、アジャスタ機構をカムシャフトよりもシリンダ
ヘッド幅方向の外方寄りに配置するとともに、該カムシ
ャフトとアジャスタ機構とヘッドボルト頂面との上下方
向の位置関係を上位側からカムシャフト、アジャスタ機
構、ヘッドボルト頂面の順に設定することで、上記に
記載したと同様に、該カムシャフト及びヘッドボルトの
存在に拘わらずシリンダヘッドの側方から工具をアジャ
スタ機構側に差し入れてこれを容易に調整することがで
きるものである。

【００１２】 請求項３記載の発明では、上記また
は記載の作用が得られるのに加えて、上記アジャスタ
機構を上記シリンダヘッドの上面よりも上方に位置せし
める一方、上記ヘッドボルトの頭部を上記シリンダヘッ
ドの上面に埋没させることで、例えば、該ヘッドボルト
頭部をシリンダヘッド上面上に配置するとともに該ヘッ
ドボルト頭部よりさらに上位にアジャスタ機構を配置す
ることでこれらの上下関係を確保するようにした場合に
比して、該アジャスタ機構及びヘッドボルトのレイアウ
ト構造がよりコンパクトになるものである。

【００１３】 請求項４記載の発明では、上記,
または記載の作用に加えて、上記カムシャフトを支持
するカム軸受を上記シリンダヘッドの上面より上方へ突
出状態で該シリンダヘッドと一体形成することで、例え
ば、該カム軸受をシリンダヘッド内に形成する場合に比
して、該シリンダヘッドの構造の簡略化が可能ならしめ
られる。

【００１４】

【発明の効果】従って、本願各発明のエンジンのシリン
ダヘッド構造によればそれぞれ次のような効果が得られ
る。

【００１５】(a) 請求項１及び２記載のエンジンのシ
リンダヘッド構造によれば、吸気弁と排気弁とが直立上
記で配置されこれらの間に十分な作業スペースを確保す
ることが困難な構造であってもこれに影響されることな
く、しかもカムシャフト及びヘッドボルトの存在に拘わ
らずシリンダヘッドの側方から工具をアジャスタ機構側
に差し入れてこれを容易に調整し得ることから、常時適
正な動弁特性の下で高い運転性能を確保し得るという効
果がある。

【００１６】(b) 請求項３記載のエンジンのシリンダ
ヘッド構造によれば、上記(a)記載の効果に加えて、ア
ジャスタ機構をシリンダヘッドの上面よりも上方に位置
せしめる一方、ヘッドボルトの頭部を上記シリンダヘッ
ドの上面に埋没させることで、該アジャスタ機構及びヘ
ッドボルトのレイアウト構造がよりコンパクトになり、
延いてはエンジンのコンパクト化が図れるという効果も
得られるものである。

【００１７】(c) 請求項４記載のエンジンのシリンダ
ヘッド構造によれば、上記(a)及び(b)記載の効果に加え
て、カムシャフトを支持するカム軸受をシリンダヘッド
の上面より上方へ突出状態で該シリンダヘッドと一体形
成することで、例えば、該カム軸受をシリンダヘッド内
に形成する場合に比して、該シリンダヘッドの構造が簡
略となり、延いてはシリンダヘッド部分の軽量化・コン
パクト化が図れるものである。

【００１８】

【実施例】以下、本願発明のエンジンのシリンダヘッド
構造を添付図面に基づいて具体的に説明すると、図１及
び図２には本願発明の実施例にかかるシリンダヘッド構
造が適用された４気筒ＤＯＨＣディーゼルエンジンの要
部が示されており、同各図において符号１はシリンダヘ
ッド、２はシリンダブロック、３はピストン、４は駆動
プーリ１２と駆動ギヤ１３とを備えた駆動側カムシャフ
ト、５は被駆動ギヤ１４を備えた被駆動側カムシャフト
であり、該駆動側カムシャフト４と被駆動側カムシャフ
ト５は相互に平行に配置され且つ相互に噛合する上記駆
動ギヤ１３と被駆動ギヤ１４を介して同期回転可能に連
結されている。

【００１９】この各カムシャフト４,５のうち、駆動側
カムシャフト４には４つのシリンダボアＡ,Ａ,・・にそ
れぞれ対応するようにして各気筒毎に吸気弁用カム６と
排気弁用カム７が、また被駆動側カムシャフト５には吸
気弁用カム８と排気弁用カム９がそれぞれ形成されてい
る。そして、上記駆動側カムシャフト４は、上記駆動プ
ーリ１２と駆動ギヤ１３との間、及び各吸気弁用カム６
と排気弁用カム７の間にそれぞれ配置した後述の軸受３
０,３０,・・により回転自在に支承されている。また、
同様に、被駆動側カムシャフト５は、各排気弁用カム９
の側方位置にそれぞれ配置した軸受３０と反被駆動ギヤ
１４側の端部にそれぞれ配置した軸受３０とによって回
転自在に支承されている。

【００２０】一方、上記各気筒のシリンダボアＡ,Ａ,・
・には、駆動側カムシャフト４寄りのシリンダヘッド端
面１a側から湾曲状に延びて被駆動側カムシャフト５側
に至る長い通路長をもつ第１吸気通路１５と、該シリン
ダヘッド端面１a側から延びて上記駆動側カムシャフト
４の近傍に至る短い通路長をもつ第２吸気通路１６と、
被駆動側カムシャフト５寄りのシリンダヘッド端面１b
から湾曲状に延びて上記駆動側カムシャフト４側に至る
長い通路長をもつ第１排気通路１７と、該シリンダヘッ
ド端面１b側から延びて被駆動側カムシャフト５の近傍
に至る第２排気通路１８とがそれぞれ設けられている。
そして、この各吸気通路１５,１６と排気通路１７,１８
の各開口端にはそれぞれ後述する各吸気弁１９,２０と
各排気弁２１,２２が取付けられており、これら各吸気
弁１９,２０と排気弁２１,２２はそれぞれ対応するカム
シャフト４,５の各カム６〜９により駆動される。

【００２１】ここで、主として図２を参照して、上記各
吸気弁１９,２０の構造はこれを第１吸気弁１９を例に
とって、また各排気弁２１,２２は第２排気弁２２を例
にとって、上記シリンダヘッド１の構造とともに説明す
る。

【００２２】先ず、上記シリンダヘッド１は、上記シリ
ンダブロック２に対する衝合固定面となる下面１cと図
示しないヘッドカバーの取付面となる上面１dとが平行
とされた矩形断面形状を有し、該該上面１dの外周縁近
傍位置に所定間隔で配置(図１参照)される複数本のヘッ
ドボルト２４,２４,・・により上記シリンダブロック２
側に締着固定されている。この場合、この実施例におい
ては、本願発明を適用して、上記各ヘッドボルト２４,
２４,・・の頭部２４aを上記シリンダヘッド上面１dに
凹設したヘッドボルト座２５内に埋没させ、その頂面２
４bが上記シリンダヘッド上面１dよりも低くなるように
設定している。従って、シリンダヘッド上面１dは、上
記ヘッドボルト２４の配置に拘わらず平面状態が確保さ
れることとなる。

【００２３】一方、ともにポペット弁で構成される上記
第１吸気弁１９と第２排気弁２２は、それぞれシリンダ
ボアＡの中心位置に直立状態で配置されたインジェクタ
−２３を挟んでその両側に偏った位置においてしかもシ
リンダ軸方向に平行なる如く直立状態で配置され、且つ
それぞれそのステム１９a,２２aの上端部を上記シリン
ダヘッド上面１d上に突出させている。従って、シリン
ダボアＡには、この第１吸気弁１９と第２排気弁２２の
他に上記第２吸気弁２０と第２排気弁２２の四つの弁が
その中心位置に上記インジェクタ−２３を位置せしめた
状態で林立し、これら各弁１９〜２２の中心側には余裕
スペースはない。このため、この実施例においては、こ
れら第１吸気弁１９と第１排気弁２１をそれぞれ駆動す
る吸気弁用ロッカーアーム２６と排気弁用ロッカーアー
ム２７とを、該各弁１９,２１からシリンダヘッド幅方
向の外側へ向けて延出配置することで該吸気弁用ロッカ
ーアーム２６と排気弁用ロッカーアーム２７の配置を可
能としている。

【００２４】即ち、上記吸気弁用ロッカーアーム２６と
排気弁用ロッカーアーム２７は、これを吸気弁用ロッカ
ーアーム２６を例にとって説明すると、該吸気弁用ロッ
カーアーム２６は、上記第１吸気弁１９のバルブステム
１９aの上端に当接するバルブ当接部２６aと、シリンダ
ヘッド上面側に形成され且つ該上面と同一高さをもつア
ジャスタ取付部１eに螺着固定されたボルト状のピボッ
ト３５の頭部３５aを揺動可能に支承するピボット当接
部２６bと、上記駆動側カムシャフト４の吸気弁用カム
６に摺接するカムローラ２６cとを備えたスイングアー
ムタイプのロッカーアームで構成されている。そして、
上記ピボット３５は、そのネジ部３５bに螺着された調
整ナット３６を緩めることで、適宜に螺回操作してその
頭部３５aの高さ位置(即ち、上記吸気弁用ロッカーアー
ム２６の支持位置)を調整することで第１吸気弁１９の
バルブクリアランスを調整することができるようになっ
ており、この実施例においてはこのピボット３５のネジ
部３５bと上記調整ナット３６とで特許請求の範囲中の
アジャスタ機構が構成されている。

【００２５】かかる配置構成とすることで、上記ピボッ
ト３５及び調整ナット３６は、上記駆動側カムシャフト
４よりもシリンダヘッド幅方向の外端に近い位置に配置
されることとなる。しかもこの場合、アジャスタ取付面
１eがシリンダヘッド上面１dと同高さに設定され上記調
整ナット３６がシリンダヘッド上面１d上に突出してお
り、且つ調整ナット３６よりもシリンダヘッド幅方向外
側に位置するヘッドボルト２４の頭部がシリンダヘッド
上面１dに埋没配置されていることで、上記調整ナット
３６のシリンダヘッド幅方向の外側にはピボット３５及
び調整ナット３６側へ工具差し入れる際に障害となる物
が存在せず、該調整ナット３６の周囲に比較的大きな作
業用スペースが確保されることとなる。従って、シリン
ダヘッド１の側方から略水平方向に作業用工具を差し入
れて上記調整ナット３６及び上記調整ナット３６を螺回
操作して該ピボット３５の高さ位置(即ち、バルブクリ
アランス)を容易に且つ確実に調整することができるも
のである。

【００２６】また、この実施例のように、ヘッドボルト
２４の頭部２４aをシリンダヘッド１側に埋没させるこ
とで該ヘッドボルト２４の頂面２４bを調整ナット３６
よりも下位に位置させるようにした場合には、例えば、
該ヘッドボルト２４の頭部２４aをシリンダヘッド上面
１d上に突出状態で配置するとともに該ヘッドボルト２
４の当伏せ２４aよりもさらに高い位置に調整ナット３
６を配置することでこれらの上下関係を達成する場合に
比して、該調整ナット３６部分の高さをより低く設定す
ることができ、延いてはシリンダヘッド１の高さ寸法の
低減が図れるものである。

【００２７】一方、上記駆動側カムシャフト４及び被駆
動側カムシャフト５を支承する上記軸受３０は、上記シ
リンダヘッド上面１d上に突出状態で配置される軸受ベ
ース３１と該軸受ベース３１の上端に衝合せしめられる
軸受キャップ３２とから構成され、左右一対の固定ボル
ト３３,３３によりシリンダヘッド１側に締着固定され
ている。このように、軸受３０を上記シリンダヘッド１
の上面１d上に突出状態で一体形成することで、例え
ば、従来一般的に行なわれていたように該軸受３０をシ
リンダヘッド１の上面１dに埋没状態で形成する場合に
比して、該シリンダヘッド１の高さ寸法を小さくしてそ
のコンパクト化を図ることができるとともに、軸受３０
以外の部分に余分な肉を付ける必要がないことからその
軽量化が図れるものである。尚、この実施例において
は、上記軸受３０の軸受ベース３１をシリンダヘッド１
と別体構成としているが、本願発明の他の実施例におい
てはこれをシリンダヘッド１と連続的に一体形成するこ
ともできるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例にかかるシリンダヘッド構造
が適用されたディーゼルエンジンのシリンダヘッド部分
の平面図である。

【図２】図１のII-II縦断面図である。

【符号の説明】

１はシリンダヘッド、２はシリンダブロック、３はピス
トン、４は駆動側カムシャフト、５は被駆動側カムシャ
フト、６は吸気弁用カム、７は排気弁用カム、８は吸気
弁用カム、９は排気弁用カム、１２は駆動プーリ、１３
は駆動ギヤ、１４は被駆動ギヤ、１５は第１吸気通路、
１６は第２吸気通路、１７は第１排気通路、１８は第２
排気通路、１９は第１吸気弁、２０は第２吸気弁、２１
は第１排気弁、２２は第２排気弁、２３はインジェクタ
−、２４はヘッドボルト、２５はヘッドボルト座、２６
は吸気弁用スイングアーム、２７は排気弁用スイングア
ーム、３０は軸受、３１は軸受ベース、３２は軸受キャ
ップ、３３は固定ボルト、３５はピボット、３６は調整
ナットである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▼崎▲本 正嗣 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロックの上端面に衝合され且
   つその外端縁寄り位置に配置された複数のヘッドボルト
   により締着固定されるシリンダヘッドに、ポペット弁で
   構成される吸気弁及び排気弁をシリンダ軸方向に略平行
   なる如く直立状態で配置するとともに、該吸気弁及び排
   気弁を、手動調整されるアジャスタ機構を備え且つ上記
   シリンダヘッドの上面側に配置されるロッカーアームを
   介してカムシャフトにより駆動せしめる一方、 上記アジャスタ機構を上記カムシャフトよりもシリンダ
   ヘッド幅方向の外方寄りに配置するとともに、 上記カムシャフトとアジャスタ機構とヘッドボルト頂面
   との上下方向の位置関係を上位側からカムシャフト、ア
   ジャスタ機構、ヘッドボルト頂面の順に設定したことを
   特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記カムシャフトが
   上記吸気弁と排気弁にそれぞれ対応して二本設けられる
   とともに、シリンダボアの略中心位置にはインジェクタ
   −が配置されていることを特徴とするエンジンのシリン
   ダヘッド構造。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、上記アジャ
   スタ機構が上記シリンダヘッドの上面よりも上方に位置
   せしめられる一方、上記ヘッドボルトの頭部が上記シリ
   ンダヘッドの上面に埋没されていることを特徴とするエ
   ンジンのシリンダヘッド構造。
4. 【請求項４】 請求項１,２または３において、上記カ
   ムシャフトを支持するカム軸受が上記シリンダヘッドの
   上面より上方へ突出状態で該シリンダヘッドと一体形成
   されていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッド
   構造。