(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッド本体の頂面に、バルブタペットのガイド穴を各気筒当たり複数凹設すると共に、それらの中央に燃料噴射ノズル又は点火プラグの収容穴を凹設し、且つ各気筒のシリンダボアおよび上記ガイド穴を囲繞するように上記ボアの周方向に所定間隔を隔ててヘッドボルト穴を複数設けたシリンダヘッド構造であって、上記シリンダヘッド本体の頂面における上記各ガイド穴同士を仕切る部分に上記収容穴を囲むようにして切欠溝を凹設したことを特徴とするシリンダヘッド構造。
【請求項２】
上記シリンダヘッド本体が、アルミ母材からなる請求項１記載のシリンダヘッド構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのシリンダヘッド構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、４弁式センタノズルタイプのディーゼルエンジンのシリンダヘッドの平面図である。図示するように、シリンダヘッド本体ａの頂面ｂ（図中斜線で示す）には、バルブタペットのガイド穴ｃが１気筒当たり４個四角状に凹設されていると共に、それらの中央に燃料噴射ノズルの収容穴ｄが凹設されている。上記ガイド穴ｃには、円柱状のバルブタペットが弁軸方向に移動自在に収容される。
【０００３】
バルブタペットは、その上面がカム軸のカム山に当接し、下面が各吸排気弁の弁軸の頂部に当接し、カム軸の回転に応じて弁軸を押し下げて各弁を開閉するものである。かかるシリンダヘッド本体ａは、その頂面ｂ側から挿通されるヘッドボルトによって、シリンダボディーに締結される。図中、ｅはヘッドボルトの挿通穴、ｆはヘッドボルト頭部の着座面である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ヘッドボルトは、各気筒のシリンダボアおよび上記ガイド穴ｃを囲繞するようにして、ボアの周方向に所定間隔を隔てて複数（図例では１気筒当たり６本）は位置されている。
【０００５】
よって、それらヘッドボルトを締め付けると、そのボルト軸力がボルト頭部を介して着座面ｆを押し下げるように作用し、各着座面ｆに囲繞されたシリンダヘッド頂面ｂに図４に矢印で示すような径方向外方への引張力Ｆが生じる。また、各気筒の筒内燃焼圧力を受けるシリンダヘッド本体ａが、上記ボルト頭部および着座面ｆを介して押えられるので、それによっても同様にヘッド頂面ｂに引張力Ｆが生じる。
【０００６】
上記引張力Ｆは、シリンダヘッド頂面ｂおよび頂面ｂから極浅い深さの部分に集中して生じる。このようにヘッド頂面ｂに各気筒ごとに引張力Ｆが生じると、ガイド穴ｃと収容穴ｄとの間を仕切る部分ｇ（最も細い部分）にその引張力Ｆが集中して作用し、その部分ｇの頂面ｂに亀裂ｈが生じる可能性がある。かかる亀裂ｈは、軽量化のためにシリンダヘッド本体ａをアルミ製とした場合には、特に起こり易くなる。
【０００７】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、シリンダヘッド本体の頂面に生じる引張力に基づいてヘッド本体の頂面に発生する亀裂を抑えることができるシリンダヘッド構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係るシリンダヘッド構造は、シリンダヘッド本体の頂面に、バルブタペットのガイド穴を各気筒当たり複数凹設すると共に、それらの中央に燃料噴射ノズル又は点火プラグの収容穴を凹設し、且つ各気筒のシリンダボアおよび上記ガイド穴を囲繞するように上記ボアの周方向に所定間隔を隔ててヘッドボルト穴を複数設けたシリンダヘッド構造であって、上記シリンダヘッド本体の頂面における上記各ガイド穴同士を仕切る部分に上記収容穴を囲むようにして切欠溝を凹設したものである。
【０００９】
上記シリンダヘッド本体をシリンダボディーにヘッドボルトで締結すると、前述したように、ヘッド本体の頂面には各気筒ごとに径方向外方への引張力が生じるが、本発明によればかかる引張力は、ヘッド本体の頂面に凹設された切欠溝によって分断され、収容穴の周囲に作用しなくなる。よって、従来問題となっていたガイド穴と収容穴との間を仕切る部分に生じる亀裂が抑制される。
【００１０】
なお、本発明によれば、上記シリンダヘッド本体が、機械的強度の弱いアルミ母材からなっていても、ヘッド本体の頂面に生じる引張力が切欠溝によって分断されるため、上記亀裂を抑制できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本実施形態に係るシリンダヘッドの部分斜視図であり、図２はそのシリンダヘッドの平面図であり、図３は図２の  ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００１３】
図示するように、略直方体状に形成されたアルミ製のシリンダヘッド本体１は、その頂面２（図１で斜線で示す）がフラットな平面状に形成されている。そのヘッド本体１の頂面２には、バルブタペットのガイド穴３が各気筒当たり４個凹設されている。なお、図例では４気筒エンジンなので、ガイド穴３は４気筒×４個＝１６個となるが、勿論これに限られるものではない。
【００１４】
各ガイド穴３には、円柱状のバルブタペットが弁軸方向に移動自在に収容される。バルブタペットは、その上面がカム軸のカム山に当接し、下面が各吸排気弁の弁軸の頂部に当接し、カム軸の回転に応じて弁軸を押し下げて各弁を開閉するものである。図３中、４は吸気弁の弁軸を挿通支持する穴、５は排気弁の弁軸を挿通支持する穴、６は吸気ポート、７は排気ポートである。
【００１５】
シリンダヘッド本体１の頂面２には、各気筒の４個のガイド穴３の中央に位置させて、燃料噴射ノズルの収容穴８が凹設されている。収容穴８には燃料噴射ノズルが取り付けられる。すなわち、本エンジンは、直噴式４弁センタノズルディーゼルエンジンとなる。なお、本発明は、上記収容穴８に点火プラグを取り付けて４弁式のガソリンエンジンとしたものにも、適用できる。
【００１６】
シリンダヘッド本体１には、当該ヘッド本体１をシリンダボディーに締結するためのヘッドボルトが挿通されるヘッドボルト穴９が設けられている。ヘッドボルト穴９は、各気筒のシリンダボアおよび上記ガイド穴３を囲繞するように、ボアの周方向に所定間隔を隔てて複数設けられる。なお、本実施形態にあっては、１気筒当たり６個のヘッドボルト穴９が設けられ、その内隣接する気筒の２個は共通のボルト穴９となっているが、これに限られるものではない。
【００１７】
各ヘッドボルト穴９には、ヘッドボルトがシリンダヘッド本体１の頂面２側から挿通され、そのボルトネジ部がシリンダボディーのネジ穴にネジ込まれ、ボルト頭部がヘッド本体１の着座面１０に着座する。これによって、シリンダヘッド本体１がシリンダボディーに締結される。上記着座面１０は、ヘッド本体１のヘッドボルト穴９の開口縁に、ヘッド本体１の頂面２より低い位置に形成されている。
【００１８】
シリンダヘッド本体１の頂面２には、上記各ガイド穴３同士を仕切る部分１１に、上記収容穴８を囲むようにして切欠溝１２が凹設されている。切欠溝１２の溝断面形状は、図１に示すように四角状でも構わないが、その隅部への応力集中を考慮すれば図３に示すように半円状とする方が好ましい。切欠溝１２の溝深さＤは、シリンダヘッド本体１の頂面２（頂面２から所定深さの部分も含む）に生じる引張力Ｆ（図４参照）を、分断できる深さに設定されている。また、切欠溝１２の平面溝形状は、図１に示すように円弧状に限らず、直線状でもよい。
【００１９】
以上の構成からなる本実施形態の作用について述べる。
【００２０】
各ヘッドボルト穴９に挿通したヘッドボルトによって、シリンダヘッド本体１をシリンダボディーに締結すると、前述（「発明が解決しようとする課題」の欄および図４参照）したように、ヘッド本体１の頂面２には各気筒ごとに径方向外方への引張力Ｆが生じるが、本実施形態によればかかる引張力Ｆは、ヘッド本体１の頂面２に凹設された切欠溝１２によって分断され、収容穴８の周囲の部分１３に作用しなくなる。
【００２１】
すなわち、収容穴８の周囲の部分１３は、ヘッド本体１の頂面２に生じる引張力Ｆから隔離され、その引張力Ｆに基づく応力が作用しなくなる。この結果、図４にも示すように従来問題となっていたガイド穴ｃ、３と収容穴ｄ、８との間を仕切る部分ｇ、１４に生じる亀裂ｈが抑制される。かかる亀裂防止効果は、本実施形態のようにシリンダヘッド本体１を機械的強度の弱いアルミ製としたときであっても、ヘッド本体１の頂面２に生じる引張力Ｆが切欠溝１２によって分断されるため、遺憾なく発揮することができる。
【００２２】
なお、上記切欠溝１２の溝幅を収容穴８側に広くして、４本の切欠溝１２を収容穴８の周囲で一体とし、収容穴８の周囲の部分１３を全面的にシリンダヘッド本体１の頂面２から凹ませるようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るシリンダヘッド構造によれば、切欠溝がシリンダヘッド本体の頂面に生じる引張力を分断するので、その引張力に基づいてヘッド本体の頂面に発生する亀裂を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドを示す部分斜視図である。
【図２】上記シリンダヘッドの平面図である。
【図３】図２の  ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】従来例を示すシリンダヘッドの平面図である。
【符号の説明】
１  シリンダヘッド本体
２  頂面
３  ガイド穴
８  収容穴
１１  ガイド穴同士を仕切る部分
１２  切欠溝
【図１】
0003591277.tif 000002
【図２】
0003591277.tif 000003
【図３】
0003591277.tif 000004
【図４】
0003591277.tif 000005