JPH11200944A - 内燃機関のシリンダヘッド構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シックネスゲージによるバルブクリアランス
検査を容易に行える内燃機関のシリンダヘッド構造を提
供する。 【解決手段】 シリンダヘッド２のフランジ１５の上面
部１５ａ（シリンダヘッド２の外方部分２ｂにおける合
わせ面）に比して、シリンダヘッド２の内方部分２ａに
おける合わせ面を所定高さＡだけ下方に設定した。シッ
クネスゲージ２７による検査時にシリンダヘッド２の内
方部分２ａがシックネスゲージ２７に干渉するようなこ
とが抑制される。このため、シックネスゲージ２７によ
るバルブクリアランス検査を容易に行えることになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両に
用いられる内燃機関のシリンダヘッド構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関のシリンダヘッド構造の
一例として、図６に示すものがある。この内燃機関のシ
リンダヘッド構造は、吸気ポート１をシリンダヘッド２
の上面部に開口する、いわゆるトップエントリーポート
を用いて直噴エンジンを構成するようにしている。ま
た、このシリンダヘッド構造は、ＨＬＡ（バルブラッシ
ュアジャスタ）３及びロッカーアーム４（シーソータイ
プ）を有するダブルオーバヘッドカムシャフト機構の動
弁系を備えている。そして、このシリンダヘッド構造で
は、ＨＬＡ３を吸気弁５及び排気弁６の間に配置してい
るので、ＨＬＡ３と吸気ポート１との干渉が厳しくて吸
気ポート１形状の変更やバルブ挟み角の増大（ひいては
エンジン幅の増大化）等の問題を惹起する虞があった。

【０００３】上記問題点の改善のために、上記ロッカー
アーム４に代えてカム軸のカムとバルブステムの上端部
との間に、カムに追従してバルブの開閉を行わせる、シ
ムを有するタペットを介装した動弁系、いわゆる直打式
の動弁系を用いてシリンダヘッド構造を構成することが
考えられる。この直打式の動弁系を用いることにより、
動弁系がシンプルなものとなり、吸気ポート１と動弁系
との干渉が楽になり、吸気弁５及び排気弁６の間にＨＬ
Ａ３などが配置されない分、図６の装置に比してバルブ
挟み角を小さくすることが可能となり、ひいてはエンジ
ン幅の縮小化を図ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した内
燃機関の動弁系では、バルブクリアランスを基準値内に
納めるために、シリンダヘッドカバー７をシリンダヘッ
ド２から取り外した状態でシリンダヘッド２の内方から
カム軸のカムとタペット（シム）との間にシックネスゲ
ージを挿入して間隙寸法を計測し、この計測結果に基づ
いてバルブクリアランスを調整するようにしている。

【０００５】しかしながら、上述した内燃機関のシリン
ダヘッド構造では、シックネスゲージを挿入操作する部
分となるシリンダヘッド２の内方部分、即ち２つのカム
（吸気用カム及び排気用カム）の間の部分に吸気ポート
１とプラグホール８（図２参照）とが配列されており、
シリンダヘッド２のシリンダヘッドカバー７に対する合
わせ面における吸気ポート１及びプラグホール８形成部
分（シリンダヘッド２の内方部分）がシックネスゲージ
に干渉しやすくなっていた。このため、シックネスゲー
ジによる検査が極めて行い難いものになっていた。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、シックネスゲージによるバルブクリアランス検査を
容易に行える内燃機関のシリンダヘッド構造を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
吸気弁及び排気弁をそれぞれ駆動する２本のカム軸を備
えたダブルオーバヘッドカムシャフト機構を有する内燃
機関のシリンダヘッド構造であって、シリンダヘッドの
シリンダヘッドカバーに対する合わせ面における前記２
本のカム軸の間の部分に開口するように吸気ポートを形
成し、前記吸気弁のバルブステムの上端部と該吸気弁用
のカム軸のカムとの間及び前記排気弁のバルブステムの
上端部と該排気弁用のカム軸のカムとの間にそれぞれ、
各カムに追従して吸気弁及び排気弁の開閉を行わせるタ
ペットを介装し、前記２本のカム軸用の軸受に対応する
シリンダヘッドの外方部分における前記合わせ面に比し
て、前記吸気ポートに対応するシリンダヘッドの内方部
分における前記合わせ面を下方に設定したことを特徴と
する。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の構
成において、バルブ挟み角は、４０度以下に抑えるよう
に設定したことを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の構成において、シリンダヘッドカバーにおけるシ
リンダヘッドの内方部分の合わせ面部に臨む部分に、該
シリンダヘッドの内方部分の合わせ面側に突出する延長
部を形成したことを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１記載の構
成において、シリンダヘッドの内方部分の合わせ面と、
シリンダヘッドカバーにおけるシリンダヘッドの内方部
分の合わせ面に臨む部分との間にスペーサーを介装した
ことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態の内
燃機関のシリンダヘッド構造を図１ないし図３に基づい
て説明する。図１ないし図３において、複数のシリンダ
９を配列したシリンダブロック１０にはシリンダヘッド
２が載置されており、シリンダヘッド２の上面部（合わ
せ面部）には、ダイキャスト法により作製したシリンダ
ヘッドカバー７が搭載して固定されている。シリンダヘ
ッドカバー７とシリンダヘッド２との固定は、カム軸受
キャップ４０の取付ボルトとしてスタッドボルト（この
スタッドボルトは、シリンダヘッド２に固定される。図
示省略）を用い、シリンダヘッドカバー７の図示しない
孔にこのスタッドボルトを挿通し、このボルトにナット
を螺合することにより行っている。なお、シリンダヘッ
ドカバー７とシリンダヘッド２との固定を、シリンダヘ
ッドカバー７に形成される図示しない孔に挿通されたボ
ルト（図示省略）を、例えばフランジ１５に設けられる
ボス（図示省略）に形成したねじ孔に螺合することによ
り行うように構成してもよい。シリンダヘッド２には、
その上面部における幅方向（図１左右方向）の中央部
（シリンダヘッド２の内方部分）に開口するように吸気
ポート１の一部が形成されている。

【００１２】吸気ポート１の開口部１ａはシリンダ９方
向の長手方向に沿って８個配置されている。そして、２
個の開口部１ａの間になるようにして点火プラグ１２を
収納する前記プラグホール８が形成されている。２個の
開口部１ａ及び１個のプラグホール８を１セットとして
計４セットの「開口部１ａ及びプラグホール８」がシリ
ンダヘッド２の上面部にシリンダヘッド２の長手方向に
沿って設けられている。前記４セットの「開口部１ａ及
びプラグホール８」が形成されたシリンダヘッド２の中
央部分を、以下、適宜、シリンダヘッド２の内方部分２
ａという。

【００１３】プラグホール８に対してシリンダヘッド２
の幅方向に並ぶように排気弁６用、吸気弁５用のカム軸
１３ａ，１３ｂの軸受１４ａ，１４ｂが設けられてい
る。長手方向に沿って配列された吸気ポート１の開口部
１ａに対して排気弁６用、吸気弁５用のカム軸受１４
ａ，１４ｂの外方部分には、シリンダヘッド２の長手方
向に延びるフランジ１５が形成されており、その上面部
１５ａがガスケット２４を介してシリンダヘッドカバー
７に接合されている。前記１セットの「開口部１ａ及び
プラグホール８」における２個の開口部１ａに対応し
て、かつ排気弁６用、吸気弁５用の軸受１４ａ，１４ｂ
からオフセットした位置には、排気弁６用、吸気弁５用
のタペット１６ａ，１６ｂ及びシム１７ａ，１７ｂを収
納する排気弁６用、吸気弁５用のタペット収納孔１８
ａ，１８ｂが形成されている。

【００１４】タペット収納孔１８ａ，１８ｂの下方には
排気弁６、吸気弁５のバルブステム５ａ，６ａをガイド
するバルブステム用孔１９ａ，１９ｂが形成されてい
る。バルブステム５ａ，６ａの先端側に設けられた弁体
５ｂ，６ｂはシリンダ９側に突出し得るようになってい
る。バルブステム５ａ，６ａの基端部（上端部）とタペ
ット収納孔１８ａ，１８ｂの底面部との間にはバルブス
プリング２０が介装されており、弁体５ｂ，６ｂを閉じ
る方向に付勢している。

【００１５】バルブステム６ａの基端部（上端部）と排
気弁６用の軸受１３ａのカム２１ａとの間、バルブステ
ム５ａの基端部（上端部）と吸気弁５用の軸受１３ｂの
カム２１ｂとの間には、カム２１ａ，２１ｂに追従して
排気弁６及び吸気弁５の開閉を行わせる、シム１７ａ，
１７ｂを有するタペット１６ａ，１６ｂが介装され、直
打式の動弁系を構成している。タペット１６ａ，１６ｂ
はバルブステム５ａ，６ａの先端部に保持されており、
タペット１６ａ，１６ｂのカム軸１４ａ，１４ｂ側の面
部には凹部２２ａ，２２ｂが形成され、この凹部２２
ａ，２２ｂに板状のシム１７ａ，１７ｂが収納して保持
されている。このシム１７ａ，１７ｂがカム２１ａ，２
１ｂに摺接されるようになっている。

【００１６】前記シリンダヘッド２のフランジ１５の上
面部１５ａにして、シリンダヘッド２の内方部分２ａに
おける合わせ面は所定高さＡだけ下方に設定されてい
る。シリンダヘッド２の内方部分２ａにおける合わせ面
の所定高さＡの下方設定に対応して、シリンダヘッドカ
バー７におけるシリンダヘッド２の内方部分２ａに臨む
部分には、シリンダヘッド２の内方部分２ａに延びる延
長部２３が形成されている。

【００１７】この延長部２３とシリンダヘッド２の内方
部分２ａの合わせ面との間、及びシリンダヘッド２のフ
ランジ１５の上面部１５ａとシリンダヘッドカバー７と
の間には、ゴムなどの弾性部材製の前記ガスケット２４
が介装されている。この場合、延長部２３の下面部及び
シリンダヘッドカバー７のフランジ１５の上面部１５ａ
に対応する部分には環状の凹部２５ａ，２５ｂが形成さ
れている。そして、ガスケット２４は、断面視、略矩形
のガスケット本体２４ａに、凹部２５ａ，２５ｂに嵌挿
される突部２４ｂを形成したものとなっている。

【００１８】また、吸気弁５と排気弁６とが挟む角度
（バルブ挟み角）θは、所定角度（例えば４０°）以下
になるように設定されている。本実施の形態では、気筒
軸に対する吸気バルブ軸の傾斜角と、同じく排気バルブ
軸の傾斜角度とがともに２０°以下であり、合わせた挟
み角度θは約３０°に設定されている。また、吸気バル
ブ軸と排気バルブ軸との交点（挟み角の頂点（厳密には
クランク軸方向にずれがある。））は、気筒中心近傍か
つ、クランク軸方向に少し許り、偏倚した位置であり、
ピストン（頂面）の下死点より上方である。

【００１９】シリンダヘッドカバー７には、吸気ポート
１に連通するインテークマニホールド２６の一部が一体
的に設けられており、このインテークマニホールド２６
の一部２６ａから延出するように別体のインテークマニ
ホールド２６ｂが取り付けられている。この場合、シリ
ンダヘッドカバー７にボスを設け、このボスを対象にし
たボルト（図示省略）の締結により、別体のインテーク
マニホールド２６ｂがシリンダヘッドカバー７に取り付
けられている。

【００２０】上述したように構成した内燃機関のシリン
ダヘッド構造では、動弁系を直打式としているので、構
造の簡素化が図れ、動弁系と吸気ポート１との干渉が抑
制される。

【００２１】シリンダヘッド２のフランジ１５の上面部
１５ａ（シリンダヘッド２の外方部分２ｂにおける合わ
せ面）に比して、シリンダヘッド２の内方部分２ａにお
ける合わせ面は所定高さＡだけ下方に設定されているの
で、シックネスゲージ２７による検査時にシリンダヘッ
ド２の内方部分２ａがシックネスゲージ２７に干渉する
ようなことが抑制される。このため、シックネスゲージ
２７によるバルブクリアランス検査を容易に行えること
になる。

【００２２】バルブ挟み角θを所定角度（例えば４０
°）以下になるように設定しているので、シリンダヘッ
ド２の幅方向の長さについて、短縮化が図れシリンダヘ
ッド２、ひいては装置全体のコンパクト化を図ることが
できる。

【００２３】シリンダヘッドカバー７におけるシリンダ
ヘッド２の内方部分２ａに臨む部分に、シリンダヘッド
２の内方部分２ａに延びる延長部２３が形成されてお
り、シリンダヘッドカバー７（前記別体のインテークマ
ニホールド２６ｂの荷重を支持している。）は、延長部
２３が対面するシリンダヘッド２の内方部分２ａ及びフ
ランジ１５の上面部１５ａの高さの異なる２箇所で荷重
支持される。

【００２４】このため、シリンダヘッド２の内方部分２
ａにおける合わせ面の所定高さＡの下方設定を行わず
に、合わせ面を均等高さ（平行面）に設定する場合（例
えば上記図６の従来例）に比して、支持剛性が高くなっ
て合わせ面（シール面）の負担が小さくなる。この際、
別体のインテークマニホールド２６ｂの荷重を受ける部
分（合わせ面）の一部が高さＡだけ離間したことによ
り、当該荷重を受ける力（合わせ面の負担）が分散され
て均一化される。上述したように、合わせ面（シール
面）の負担が小さくなると共に、合わせ面の負担が分散
されて均一化されるので、シール性の向上を図ることが
できる。

【００２５】また、本実施の形態では、シリンダヘッド
カバー７をダイキャスト法により作製しているので、機
械加工が不要となり、この機械加工がない分、生産性が
向上することになる。

【００２６】また、シリンダヘッドカバー７の凹部２５
ａ，２５ｂに突部２４ｂを嵌挿させてゴムなどの弾性部
材製のガスケット２４をシリンダヘッドカバー７及びシ
リンダヘッド２間に介装しているので、上述したように
高さＡが異なった部分に対して、容易に撓んだりするこ
となどによりガスケット２４がシリンダヘッドカバー７
及びシリンダヘッド２に確実に密着して良好なシール性
を発揮できる。このため、シリンダヘッドカバー７及び
シリンダヘッド２間に例えばメタルガスケットを介装し
て上述した高さＡが異なる部分を同時にシールする場合
には、そのシール管理がシビアになるが、本実施の形態
によれば、良好なシール性を確保できるので、シール管
理の簡略化を図ることができる。

【００２７】上記実施の形態では、シリンダヘッドカバ
ー７におけるシリンダヘッド２の内方部分２ａに臨む部
分に、シリンダヘッド２の内方部分２ａに延びる延長部
２３を形成した場合を例にしたが、この延長部２３を形
成せずに、図４及び図５に示すように、シリンダヘッド
２の内方部分２ａと、シリンダヘッドカバー７における
シリンダヘッド２の内方部分２ａに臨む部分との間にス
ペーサー２８を介装するように構成してもよい。このよ
うにスペーサー２８を介装することにより、シリンダヘ
ッドカバー７の下面部が面一に形成されるので、シリン
ダヘッドカバー７の加工が容易になり、生産性の向上を
図ることができる。

【００２８】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、上述したように
構成した内燃機関のシリンダヘッド構造であるから、シ
リンダヘッドの外方部分の合わせ面に比して、シリンダ
ヘッドの内方部分における合わせ面を所定長さだけ下方
に設定しているので、シックネスゲージによる検査時に
シリンダヘッドの内方部分がシックネスゲージに干渉す
るようなことが抑制され、ひいてはシックネスゲージに
よるバルブクリアランス検査を容易に行える。

【００２９】請求項２記載の発明は、バルブ挟み角を４
０度以下になるように設定しているので、シリンダヘッ
ドの幅方向の長さについて、短縮化が図れシリンダヘッ
ド、ひいては装置全体のコンパクト化を図ることができ
る。

【００３０】請求項３記載の発明は、シリンダヘッドカ
バーにおけるシリンダヘッドの内方部分の合わせ面部に
臨む部分に、該シリンダヘッドの内方部分の合わせ面側
に突出する延長部を形成したので、インテークマニホー
ルドの荷重を支持するシリンダヘッドカバーは、延長部
が対面するシリンダヘッドの内方部分及び外方部分の高
さの異なる部分で荷重支持される。このため、合わせ面
が均等高さである場合に比して、支持剛性が高くなって
合わせ面（シール面）の負担が小さくなると共に、イン
テークマニホールドの荷重を受ける部分（合わせ面）の
一部が高さが異なる分だけ離間したことにより、当該荷
重を受ける力（合わせ面の負担）が分散されて均一化さ
れるので、シール性の向上を図ることができる。

【００３１】請求項４記載の発明は、シリンダヘッドの
内方部分の合わせ面と、シリンダヘッドカバーにおける
シリンダヘッドの内方部分の合わせ面に臨む部分との間
にスペーサーを介装しており、シリンダヘッドカバーの
下面部を面一に形成することが可能であり、これにより
シリンダヘッドカバーの加工が容易になり、生産性の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の内燃機関のシリンダヘ
ッド構造を示す断面図（図２のＹ−Ｙ線に沿う断面図）
である。

【図２】図１のシリンダヘッドの平面図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図４】スペーサーを用いた実施の形態を示す断面図
（図２のＹ−Ｙ線に沿う断面図）である。

【図５】同実施の形態における図４と異なる部分（図２
のＸ−Ｘ線に沿う）の断面図である。

【図６】従来の内燃機関のシリンダヘッド構造の一例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ 吸気ポート ２ シリンダヘッド ２ａ シリンダヘッドの内方部分 ２ｂ シリンダヘッドの外方部分 ５ 吸気弁 ６ 排気弁 ７ シリンダヘッドカバー ２３ 延長部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気弁及び排気弁をそれぞれ駆動する２
   本のカム軸を備えたダブルオーバヘッドカムシャフト機
   構を有する内燃機関のシリンダヘッド構造であって、シ
   リンダヘッドのシリンダヘッドカバーに対する合わせ面
   における前記２本のカム軸の間の部分に開口するように
   吸気ポートを形成し、前記吸気弁のバルブステムの上端
   部と該吸気弁用のカム軸のカムとの間及び前記排気弁の
   バルブステムの上端部と該排気弁用のカム軸のカムとの
   間にそれぞれ、各カムに追従して吸気弁及び排気弁の開
   閉を行わせるタペットを介装し、前記２本のカム軸用の
   軸受に対応するシリンダヘッドの外方部分における前記
   合わせ面に比して、前記吸気ポートに対応するシリンダ
   ヘッドの内方部分における前記合わせ面を下方に設定し
   たことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド構造。
2. 【請求項２】 バルブ挟み角は、４０度以下に抑えるよ
   うに設定したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関
   のシリンダヘッド構造。
3. 【請求項３】 シリンダヘッドカバーにおけるシリンダ
   ヘッドの内方部分の合わせ面部に臨む部分に、該シリン
   ダヘッドの内方部分の合わせ面側に突出する延長部を形
   成したことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機
   関のシリンダヘッド構造。
4. 【請求項４】 シリンダヘッドの内方部分の合わせ面
   と、シリンダヘッドカバーにおけるシリンダヘッドの内
   方部分の合わせ面に臨む部分との間にスペーサーを介装
   したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関のシリン
   ダヘッド構造。