(57)【要約】  【課題】  ポートの通気抵抗を低減させるようにポートの内周面を加工する。  【解決手段】  内燃機関のシリンダヘッド１は、排気バルブ２を介して燃焼室に接続され排気バルブ２のバルブシート近傍に湾曲部８が形成された排気ポート３と、湾曲部８よりも燃焼室から離れた位置で排気ポート３に接続された直線状の２次空気導入通路１１と、を有し、２次空気導入通路１１は、湾曲部８の内壁面のうち湾曲部８の湾曲の内周側に位置する内周側内壁面８ａを指向するよう排気ポート３に接続され、内周側内壁面８ａには、２次空気導入通路１１を指向する溝部９が形成されている。これによって、湾曲部８における排気ポート３内の通路面積が拡大することになり、排気ポート３の通気抵抗が相対的に低減されて、内燃機関の出力向上を図ることができる。  【選択図】  図１
2006022680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブを介して燃焼室に接続され上記バルブのバルブシート近傍に湾曲部が形成されたポートと、上記湾曲部よりも燃焼室から離れた位置で上記ポートに接続された直線状の貫通穴と、を有する内燃機関のシリンダヘッドにおいて、
上記貫通穴は、上記湾曲部の内壁面のうち上記湾曲部の湾曲の内周側に位置する内周側内壁面を指向するよう上記ポートに接続され、
上記内周側内壁面には、上記貫通穴を指向する溝部が形成されていることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド。
【請求項２】
上記ポートは排気ポートであり、上記貫通穴は排気ポートに２次空気を導入する２次空気導入通路であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のシリンダヘッド。
【請求項３】
上記ポートは排気ポートであり、上記貫通穴は排気ポート内の排気を吸気系に導入するためのＥＧＲ用通路であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のシリンダヘッド。
【請求項４】
上記ポートは吸気ポートであり、上記貫通穴は、燃料噴射弁が挿入される燃料噴射弁取付穴であることを特徴とする請求項１に内燃機関のシリンダヘッド。
【請求項５】
上記ポートは排気ポート及び吸気ポートであり、排気ポートに設けられた貫通穴は排気ポートに２次空気を導入する２次空気導入通路もしくは排気ポート内の排気を吸気系に導入するためのＥＧＲ用通路であり、吸気ポートに設けられた貫通穴は燃料噴射弁が挿入される燃料噴射弁取付穴であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のシリンダヘッド。
【請求項６】
バルブを介して燃焼室に接続され上記バルブのバルブシート近傍に湾曲部が形成されたポートと、上記湾曲部よりも燃焼室から離れた位置で、上記湾曲部の内壁面のうち上記湾曲部の湾曲の内周側に位置する内周側内壁面を指向するよう上記ポートに接続された直線状の貫通穴と、上記貫通穴を指向するよう上記内周側内壁面に形成された溝部と、を有する内燃機関のシリンダヘッドの製造方法において、
上記貫通穴を工具を用いてシリンダヘッドに穴あけ加工する際に、上記工具によって、上記溝部が同時に機械加工により形成されることを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気エミッションの改善を目的として、排気系に２次空気が導入される構成のエンジンが従来から広く知られている。例えば、特許文献１には、シリンダヘッドに形成された排気ポートに、排気浄化用の２次空気を供給する２次空気供給通路が接続されたシリンダヘッドが開示されている。この特許文献１における２次空気供給通路は、シリンダヘッドに接続される排気マニホールドのフランジに穴あけ加工されたデリバリ通路部と、デリバリ通路部に一端が接続されて他端が排気ポートに開口する連通路部とから構成されている。そして、この連通路部の一部、すなわち２次空気供給通路の一部はシリンダヘッドに直接形成されている。
【０００３】
また、シリンダヘッドに２次空気導入通路を形成するにあたって、工具を用いた機械加工、例えばドリルを用いた穴あけ加工するといったことも周知である。    
【特許文献１】特開２００３−３５１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に代表されるような従来技術においては、シリンダヘッドに２次空気導入通路を加工する際に、排気ポートの通気抵抗を低減させるように排気ポートの内周面を加工するといったことを積極的に行っておらず、積極的にエンジンの出力向上を図っているとは言い難い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明は、バルブを介して燃焼室に接続され上記バルブのバルブシート近傍に湾曲部が形成されたポートと、上記湾曲部よりも燃焼室から離れた位置で上記ポートに接続された直線状の貫通穴と、を有する内燃機関のシリンダヘッドにおいて、上記貫通穴は、上記湾曲部の内壁面のうち上記湾曲部の湾曲の内周側に位置する内周側内壁面を指向するよう上記ポートに接続され、上記内周側内壁面には、上記貫通穴を指向する溝部が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、湾曲部の内周側内壁面に形成された溝部によって、湾曲部における通路面積が拡大することになり、ポートの通気抵抗が相対的に低減されて、内燃機関の出力向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
図１及び図２を用いて本発明の第１実施形態について説明する。尚、図１は本発明の第１実施形態におけるシリンダヘッド１を模式的に示した説明図であり、図２は本発明の第１実施形態におけるシリンダヘッド１の排気ポート３を模式的に示した説明図である。
【０００９】
図１に示すように、内燃機関のシリンダヘッド１には、排気バルブ２を介して燃焼室（図示せず）に接続される排気ポート３が各気筒毎に形成されている。また、シリンダヘッド１には、吸気バルブ４を介して燃焼室（図示せず）に接続される吸気ポート５が各気筒毎に形成されている。
【００１０】
排気ポート３は、排気バルブ２のバルブシート近傍に湾曲部８が形成されている。排気ポート３の一端はシリンダヘッド１下面に形成された凹部６に開口し、排気ポート３の他端はシリンダヘッド１の一側面７に開口している。尚、凹部６は、燃焼室の上部を構成するものであり、各気筒毎に形成されるものである。
【００１１】
そして、湾曲部８の内壁面のうち湾曲部８の湾曲の内周側に位置する内周側内壁面８ａには、排気ポート３内の排気の流れ方向、すなわち排気ポート３軸方向に沿って延びる溝部９が形成されている。
【００１２】
排気バルブ２は、一つの気筒に対して２個づつ設けられている。つまり、この第１実施形態においては、図２に示すように、排気ポート３の一端側は２つの排気バルブ２，２に対応して二股状に分岐しており、分岐した一端側のそれぞれに上述した湾曲部８が形成されている。そして、これらの湾曲部８，８の内周側内壁面８ａ，８ａに、上述した溝部９がそれぞれ形成されている。
【００１３】
排気ポート３には、シリンダヘッド１の一側面７に気筒列方向に沿って配置されたデリバリーパイプ１０から貫通穴としての２次空気導入通路１１を介して排気浄化用の２次空気が導入されている。
【００１４】
シリンダヘッド１に形成された直線状の２次空気導入通路１１は、その一端が湾曲部８よりも排気下流側の位置で、湾曲部８の内周側内壁面８ａを指向するよう排気ポート３に接続されている。換言すれば、２次空気導入通路１１の一端は、湾曲部８よりも燃焼室から離れた位置で排気ポート３に接続されている。２次空気導入通路１１の他端はシリンダヘッド１の一側面７に開口し、デリバリーパイプ１０に接続されている。
【００１５】
図２に示すように、この第１実施形態においては、２次空気導入通路１１は一つの排気ポートに２つ形成されており、分岐した排気ポート３の一端側に向かってそれぞれ開口し、それぞれが対応する湾曲部８を指向するよう形成されている。
【００１６】
２次空気導入通路１１は、外径が一様のドリル（図示せず）を用いた穴あけ加工によってシリンダヘッド１に形成される。そして、２次空気導入通路１１の穴あけ加工を行う際に、２次空気導入通路１１を穴あけ加工するドリルによって湾曲部８の内周側内壁面８ａの一部が断面円弧状に切削され、溝部９と２次空気導入通路１１とが同一の加工工程で同時に機械加工される。尚、図１における補助線Ｐは、ドリル外径を模式的に示したものである。
【００１７】
つまり、２次空気導入通路１１は、単に対応する湾曲部８を指向するよう形成されているのではなく、ドリルによって穴あけ加工される際にこのドリルによって対応する湾曲部８の内周側内壁面８ａの一部（上面）が削り取られるように、湾曲部８を指向しているのである。その結果、各２次空気導入通路１１，１１はそれぞれ対応する溝部９を指向し、溝部９，９はそれぞれ対応する２次空気導入通路１１，１１を指向する。
【００１８】
また、湾曲部８においては、溝部９が形成されることにより、相対的に内周側内壁面８ａの曲率が緩和されている。
【００１９】
排気ポート３の湾曲部８においては、排気の流れが内周側内壁面８ａから剥離し、実質的な通路面積が狭まることになるが、この第１実施形態においては内周側内壁面８ａに溝部９が形成されているので、湾曲部８における排気ポート３内の通路面積が拡大することになり、排気ポート３の通気抵抗が相対的に低減されて、内燃機関の出力向上を図ることができる。
【００２０】
また、２次空気導入通路１１と溝部９とを一回の加工で同時に行うことで、コスト面での跳ね返りを最小減として、簡単に出力向上を図ることができる。
【００２１】
そして、２次空気導入通路１１から排気ポート３内に導入された２次空気は、溝部９を経てバルブシート近傍に到達可能となるので、２次空気による排気浄化作用を最大限に引き出すことができる。
【００２２】
尚、この第１実施形態においては、外径が一様なドリルを用いて、シリンダヘッド１に、２次空気導入通路１１と溝部９とを同時に形成しているが、２次空気導入通路１１を穴あけ加工する先端部分の外径に対して溝部９を削り取る部分の外径が大きい段付きドリルのような工具を用いれば、溝部９の深さや幅を２次空気導入通路１１の寸法に左右されることなく適宜設定することが可能となる。
【００２３】
また、第１実施形態においては、２次空気導入通路１１を穴あけ加工する際に内周側内壁面８ａに溝部９を同時に形成しているが、シリンダヘッド１に排気ポート３内の排気の一部を吸気系に導入するためのＥＧＲ用通路を穴あけ加工により形成するような場合には、このＥＧＲ用通路をシリンダヘッド１に穴あけ加工する際に、内周側内壁面８ａに溝部９を同時に形成するようにしてもよい。
【００２４】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図３は、本発明の第２実施形態におけるシリンダヘッド２１を模式的に示した説明図である。
【００２５】
図３に示すように、シリンダヘッド２１には、吸気バルブ２２を介して燃焼室（図示せず）に接続される吸気ポート２３が各気筒毎に形成されている。また、シリンダヘッド２１には、排気バルブ２４を介して燃焼室（図示せず）に接続される排気ポート２５が各気筒毎に形成されている。
【００２６】
吸気ポート２３は、吸気バルブ２２のバルブシート近傍に湾曲部２８が形成されている。吸気ポート２３の一端はシリンダヘッド２１下面に形成された凹部２６に開口し、吸気ポート２３の他端はシリンダヘッド２１の他側面２７に開口している。尚、凹部２６は、燃焼室の上部を構成するものであり、各気筒毎に形成されるものである。
【００２７】
そして、湾曲部２８の内壁面のうち湾曲部２８の湾曲の内周側に位置する内周側内壁面２８ａには、吸気ポート２３内の吸気の流れ方向、すなわち吸気ポート２３軸方向に沿って延びる溝部２９が形成されている。
【００２８】
吸気ポート２３には、燃料噴射弁（図示せず）が挿入配置される貫通穴としての燃料噴射弁取付穴３１が接続されている。
【００２９】
シリンダヘッド１に形成された直線状の燃料噴射弁取付穴３１は、その一端が湾曲部２８よりも吸気上流側の位置で、湾曲部２８の内周側内壁面２８ａを指向するよう吸気ポート２３に接続されている。換言すれば、燃料噴射弁取付穴３１の一端は、湾曲部２８よりも燃焼室から離れた位置で吸気ポート２３に接続されている。燃料噴射弁取付穴３１の他端はシリンダヘッド２１の他側面２７に開口している。
【００３０】
燃料噴射弁取付穴３１は、外径が一様のドリル（図示せず）を用いた穴あけ加工によってシリンダヘッド２１に形成される。そして、燃料噴射弁取付穴３１の穴あけ加工を行う際に、燃料噴射弁取付穴３１を穴あけ加工するドリルによって湾曲部２８の内周側内壁面８２ａの一部が断面円弧状に切削され、溝部２９と燃料噴射弁取付穴３１とが同一の加工工程で同時に機械加工される。尚、図３における補助線Ｑは、ドリル外径を模式的に示したものである。
【００３１】
つまり、燃料噴射弁取付穴３１は、単に対応する湾曲部２８を指向するよう形成されているのではなく、ドリルによって穴あけ加工される際にこのドリルによって対応する湾曲部２８の内周側内壁面２８ａの一部（上面）が削り取られるように、湾曲部２８を指向しているのである。その結果、燃料噴射弁取付穴３１は溝部２９を指向し、溝部２９は燃料噴射弁取付穴３１を指向する。
【００３２】
また、湾曲部２８においては、溝部２９が形成されることにより、相対的に内周側内壁面２８ａの曲率が緩和されている。
【００３３】
要するにこの第２実施形態における溝部２９と燃料噴射弁取付穴３１との関係は、上述した第１実施形態における溝部９と２次空気導入通路１１との関係と実質的に同じである。
【００３４】
吸気ポート２３の湾曲部２８においては、吸気の流れが内周側内壁面２８ａから剥離し、実質的な通路面積が狭まることになるが、この第２実施形態においては内周側内壁面２８ａに溝部２９が形成されているので、湾曲部２８における吸気ポート２３内の通路面積が拡大することになり、吸気ポート２３の通気抵抗が相対的に低減されて、内燃機関の出力向上を図ることができる。さらに、エンジン始動時や、燃費を向上させたい場面で、バルブタイミングをずらして、吸気バルブ２２から排気ガスを噴き戻すような場合には、溝部２９の作用により吹き返し量を上げることができる。
【００３５】
また、燃料噴射弁取付穴３１と溝部２９とを一回の加工で同時に行うことで、コスト面での跳ね返りを最小減として、簡単に出力向上を図ることができる。
【００３６】
尚、この第２実施形態においては、外径が一様なドリルを用いて、シリンダヘッド２１に、燃料噴射弁取付穴３１と溝部２９とを同時に形成しているが、燃料噴射弁取付穴３１を穴あけ加工する先端部分の外径に対して溝部２９を削り取る部分の外径が大きい段付きドリルのような工具を用いれば、溝部２９の深さや幅を燃料噴射弁取付穴３１の寸法に左右されることなく適宜設定することが可能となる。
【００３７】
また、上述した第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて、排気ポート及び吸気ポートの双方の湾曲部の内周側内壁面にそれぞれ溝部を設け、排気ポートの内周側内壁面に設けられる溝部を２次空気導入通路を穴あけ加工する際に同時形成し、吸気ポートの内周側内壁面に設けられる溝部を燃料噴射弁取付穴を穴あけ加工する際に同時形成するようにしてもよい。
【００３８】
上記各実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００３９】
（１）  バルブを介して燃焼室に接続され上記バルブのバルブシート近傍に湾曲部が形成されたポートと、上記湾曲部よりも燃焼室から離れた位置で上記ポートに接続された直線状の貫通穴と、を有する内燃機関のシリンダヘッドにおいて、上記貫通穴は、上記湾曲部の内壁面のうち上記湾曲部の湾曲の内周側に位置する内周側内壁面を指向するよう上記ポートに接続され、上記内周側内壁面には、上記貫通穴を指向する溝部が形成されている。これによって、湾曲部の内周側内壁面に形成された溝部によって、湾曲部における通路面積が拡大することになり、ポートの通気抵抗が相対的に低減されて、内燃機関の出力向上を図ることができる。
【００４０】
（２）  上記（１）に記載の内燃機関のシリンダヘッドにおいて、上記ポートは排気ポートであり、上記貫通穴は排気ポートに２次空気を導入する２次空気導入通路である。これによって、２次空気導入通路から排気ポート内に導入された２次空気は、溝部を経てバルブシート近傍に到達可能となるので、２次空気による排気浄化作用を最大限に引き出すことができる。
【００４１】
（３）  上記（１）に記載の内燃機関のシリンダヘッドにおいて、上記ポートは排気ポートであり、上記貫通穴は排気ポート内の排気を吸気系に導入するためのＥＧＲ用通路である。
【００４２】
（４）  上記（１）に記載の内燃機関のシリンダヘッドにおいて、上記ポートは吸気ポートであり、上記貫通穴は、燃料噴射弁が挿入される燃料噴射弁取付穴である。これによって、エンジン始動時や、燃費を向上させたい場面で、バルブタイミングをずらして、吸気バルブから排気ガスを噴き戻すような場合には、上記溝部の作用により吹き返し量を上げることができる。
【００４３】
（５）  上記（１）に記載の内燃機関のシリンダヘッドにおいて、上記ポートは排気ポート及び吸気ポートであり、排気ポートに設けられた貫通穴は排気ポートに２次空気を導入する２次空気導入通路もしくは排気ポート内の排気を吸気系に導入するためのＥＧＲ用通路であり、吸気ポートに設けられた貫通穴は燃料噴射弁が挿入される燃料噴射弁取付穴である。
【００４４】
（６）  バルブを介して燃焼室に接続され上記バルブのバルブシート近傍に湾曲部が形成されたポートと、上記湾曲部よりも燃焼室から離れた位置で、上記湾曲部の内壁面のうち上記湾曲部の湾曲の内周側に位置する内周側内壁面を指向するよう上記ポートに接続された直線状の貫通穴と、上記貫通穴を指向するよう上記内周側内壁面に形成された溝部と、を有する内燃機関のシリンダヘッドの製造方法において、上記貫通穴を工具を用いてシリンダヘッドに穴あけ加工する際に、上記工具によって、上記溝部が同時に機械加工により形成される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態におけるシリンダヘッドを模式的に示した説明図。
【図２】本発明の第１実施形態におけるシリンダヘッドの排気ポートを模式的に示した説明図。
【図３】本発明の第２実施形態におけるシリンダヘッドを模式的に示した説明図。
【符号の説明】
【００４６】
１…シリンダヘッド
２…排気バルブ
３…排気ポート
９…溝部
１１…２次空気導入通路（貫通穴）
【図１】
2006022680.tif 000003
【図２】
2006022680.tif 000004
【図３】
2006022680.tif 000005