(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁および排気弁のステムを挿通支持するステムガイド部の上方に、略シリンダヘッド中央の点火プラグ取付ボス部と、シリンダ列と直交方向のシリンダヘッド両側壁とを連結する吸気弁側および排気弁側のブリッジ部を設けて、該ブリッジ部にステムガイド部と同軸線上にリフタ取付ボス部を設け、該リフタ取付ボス部にそれぞれバルブリフタを嵌合装着するとともに、吸気ポートおよび排気ポートがシリンダヘッドの各側壁に開口し、吸気弁側および排気弁側のリフタ取付ボス部が、それぞれ吸気ポートおよび排気ポートの上方に位置するようにした内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記吸気弁側のブリッジ部のリフタ取付ボス部の孔径を、排気弁側のブリッジ部のリフタ取付ボス部の孔径よりも大径に形成し、該吸気弁側のブリッジ部のリフタ取付ボス部の吸気ポート入口側の端縁とオイル溜りの吸気ポート入口側の端縁との間の吸気弁のステム中心軸に垂直でありかつシリンダ列と直交する方向の距離を、排気弁側のブリッジ部のリフタ取付ボス部の排気ポート出口側の端縁とオイル溜りの排気ポート出口側の端縁との間の排気弁のステム中心軸に垂直でありかつシリンダ列と直交する方向の距離よりも短くし、排気弁側のステムガイド部とその上方のブリッジ部との間のオイル溜りの容積を、吸気弁側のステムガイド部とその上方のブリッジ部との間のオイル溜りの容積よりも大きくしたことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド。
【請求項２】
吸気弁および排気弁が１気筒につきそれぞれ複数個設けられ、吸気弁のバルブピッチを排気弁のバルブピッチよりも大きくした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】
内燃機関が、それぞれ左右のバンクを形成する複数のシリンダがＶ型に配列されたＶ型エンジンであることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のシリンダヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関のシリンダヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のシリンダヘッドは、例えば特開平７−１９７８４８号公報に示されているように、吸気弁および排気弁のステムを挿通支持するステムガイド部の上方に、略シリンダヘッド中央の点火プラグ取付ボス部と、シリンダ列と直交方向のシリンダヘッド両側壁とを連結する吸気弁側および排気弁側のブリッジ部を設けて、該ブリッジ部にステムガイド部と同軸線上にリフタ取付ボス部を設け、該リフタ取付ボス部にそれぞれバルブリフタを嵌合装着するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
バルブリフタは前述のように点火プラグ取付ボス部と、シリンダヘッド両側壁とに跨設したブリッジ部のリフタ取付ボス部に装着するため、動弁系の駆動精度を高めるためにはこのブリッジ部の剛性を強くしてシリンダヘッド全体の剛性を高める必要があり、特に、吸気弁側ではその動弁系の駆動精度が出力に大きく影響するために吸気弁側のブリッジ部の剛性を高める必要がある。
【０００４】
このブリッジ部の剛性向上のためには、該ブリッジ部およびその周辺部分の肉厚を大きくすればよいが、これでは重量が嵩んで要望されている軽量化に逆行してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は簡単な構造により肉厚化を伴うことなくバルブリフタを保持するブリッジ部周りの剛性を高められて、動弁系の駆動精度を高めることができる内燃機関のシリンダヘッドを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にあっては、吸気弁および排気弁のステムを挿通支持するステムガイド部の上方に、略シリンダヘッド中央の点火プラグ取付ボス部と、シリンダ列と直交方向のシリンダヘッド両側壁とを連結する吸気弁側および排気弁側のブリッジ部を設けて、該ブリッジ部にステムガイド部と同軸線上にリフタ取付ボス部を設け、該リフタ取付ボス部にそれぞれバルブリフタを嵌合装着するとともに、吸気ポートおよび排気ポートがシリンダヘッドの各側壁に開口し、吸気弁側および排気弁側のリフタ取付ボス部が、それぞれ吸気ポートおよび排気ポートの上方に位置するようにした内燃機関のシリンダヘッドにおいて、前記吸気弁側のブリッジ部のリフタ取付ボス部の孔径を、排気弁側のブリッジ部のリフタ取付ボス部の孔径よりも大径に形成し、該吸気弁側のブリッジ部のリフタ取付ボス部の吸気ポート入口側の端縁とオイル溜りの吸気ポート入口側の端縁との間の吸気弁のステム中心軸に垂直でありかつシリンダ列と直交する方向の距離を、排気弁側のブリッジ部のリフタ取付ボス部の排気ポート出口側の端縁とオイル溜りの排気ポート出口側の端縁との間の排気弁のステム中心軸に垂直でありかつシリンダ列と直交する方向の距離よりも短くし、排気弁側のステムガイド部とその上方のブリッジ部との間のオイル溜りの容積を、吸気弁側のステムガイド部とその上方のブリッジ部との間のオイル溜りの容積よりも大きくしたことを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明にあっては、請求項１に記載の吸気弁および排気弁が１気筒につきそれぞれ複数個設けられ、吸気弁のバルブピッチを排気弁のバルブピッチよりも大きくしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明にあっては、請求項１または２に記載の内燃機関が、それぞれ左右のバンクを形成する複数のシリンダがＶ型に配列されたＶ型エンジンであることを特徴としている。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、吸気弁側のブリッジ部のリフタ取付ボス部の孔径を、排気弁側のブリッジ部のリフタ取付ボス部の孔径よりも大径に形成して、該吸気弁側のブリッジ部のリフタ取付ボス部の吸気ポート入口側の端縁とオイル溜りの吸気ポート入口側の端縁との間の吸気弁のステム中心軸に垂直な方向の距離を排気弁側に比べて短くしてあるため、該吸気弁側のブリッジ部に発生するモーメントを小さくできて、ブリッジ部の肉厚化を伴うことなく該ブリッジ部の剛性を高められ、出力の向上と音振性能の向上とを実現することができる。
【００１２】
また、吸気弁側のリフタ取付ボス部の孔径を大径にして、該吸気弁側のバルブリフタとして大径のものを用いることができるため、バルブリフト量の拡大化を行えて出力を高めることができる。さらに、排気弁側のオイル溜りの容積を吸気弁側のオイル溜りの容積よりも大きくしてあるため、熱影響を受け易い排気弁側での潤滑油の冷却性能およびオイル循環性能を良好にしてオイルの劣化防止を行うことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、複数の吸気弁のバルブピッチを複数の排気弁のバルブピッチよりも大きくしてあるため、吸気弁側のブリッジ部ではバルブピッチが大きくなった分、ブリッジ幅が拡大されてシリンダヘッド側壁との連結剛性が高くなり、シリンダヘッドの全体的な剛性向上を実現することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２の発明の効果に加えて、Ｖ型エンジンでは左右バンクのシリンダ列の吸気ポートが内側に相対向し、これらの吸気ポートに跨ってインテークマニホルドが結合されるが、左右バンクのシリンダヘッドの剛性を高められるため、インテークマニホルドからの入力やシリンダヘッドとシリンダブロックとの熱膨張の差等によってシリンダヘッド相互間で複雑な撓み変形が生じるのを回避でき、インテークマニホルドとシリンダヘッドとの間のガスケット介装部分のシール性を確保することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。
【００１８】
図１，２において、１はＶ型エンジンのシリンダヘッドを示し、図外の左右バンクのシリンダブロックの各気筒に対応して、燃焼室の上壁を構成する凹部２を形成してある。
【００１９】
この凹部２には図外の吸気弁および排気弁によって開閉される吸気ポート３と排気ポート４とが開口形成されているが、この実施形態では各気筒につき２つの吸気ポート３，３と排気ポート４，４とを設けて、吸気弁と排気弁とを１気筒につきそれぞれ２つ配設する多弁タイプ構造としてある。
【００２０】
また、吸気ポート３は燃焼室内で吸気に縦方向の旋回流を付与し得るように、その傾斜角度を立ち上がらせた所謂ハイポート構造としてある。
【００２１】
吸気ポート３および排気ポート４の上壁には、吸気弁および排気弁のステムを挿通支持するステムガイド部５，６を設けてあり、また、略シリンダヘッド中央には点火プラグ取付ボス部７を設け、該点火プラグ取付ボス部７に図外の点火プラグを挿入嵌合して固定して燃焼室の略中心位置に臨設配置するようにしてある。
【００２２】
前記各ステムガイド部５，６の上方には、点火プラグ取付ボス部７と、シリンダ列と直交する方向のシリンダヘッド両側壁とを連結するブリッジ部８，９を設けて、各ブリッジ部８，９にステムガイド部５，６と同軸線上にリフタ取付ボス部１０，１１を設け、該リフタ取付ボス部１０，１１にそれぞれ図外のバルブリフタを嵌合装着するようにしてある。
【００２３】
吸気弁側のブリッジ部８はそのリフタ取付ボス部１０の孔径φ1 を、排気弁側のブリッジ部９のリフタ取付ボス部１１の孔径φ2 よりも大径に形成して、該吸気弁側のブリッジ部８のリフタ取付ボス部１０の孔縁とシリンダヘッド側壁との間の連結距離Ｌ1 を可及的に短くしてある。
【００２４】
また、吸気弁側のブリッジ部８の２つのリフタ取付ボス部１０，１０の中心間距離Ｐ1 を、排気弁側のブリッジ部９の２つのリフタ取付ボス部１１，１１の中心間距離Ｐ2 よりも大きくして、吸気弁のバルブピッチを排気弁のバルブピッチよりも大きくし、該吸気弁側のブリッジ部８のブリッジ幅Ｗ1 を極力大きくしてある。
【００２５】
更に、吸気弁側のステムガイド部５の上面と、その上方のブリッジ部８のリフタ取付ボス部１０の下面とを近接させ、具体的にはステムガイド部５の上面側を上方へ隆起させる一方、リフタ取付ボス部１０の軸方向寸法を下面側に向けて拡大して、これらステムガイド部５の上面とリフタ取付ボス部１０の下面とを近接させることによって、これらを連設する吸気ポート壁３ａの連設長ａを可及的に短くしてある。
【００２６】
前記ステムガイド部５，６の上方空間部分は、図外のカムシャフト、カム、およびバルブリフタ等に供給される潤滑油のオイル溜り１２となり、従って、吸気弁側では前述のようにステムガイド部５とリフタ取付ボス部１０の近接配置設定によって、それらの間のオイル溜り容積は小さくなってしまうが、排気弁側ではステムガイド部６とリフタ取付ボス部１１との間の寸法を大きくとって、それらの間のオイル溜り容積を十分に大きく確保してある。
【００２７】
Ｖ型エンジンでは左右バンクのシリンダの吸気弁配置側が内側に向き、排気弁配置側が外側に向く配置とされ、従って、オイル溜り１２に流下する潤滑油は低位側となる排気弁配置側に集流するようになるため、図外のクランクケースに通じるオイル落し孔は、オイル溜り１２の排気弁配置側に設けられる。
【００２８】
以上の実施形態の構造によれば、吸気弁側のブリッジ部８のリフタ取付ボス部１０の孔径を、排気弁側のブリッジ部９のリフタ取付ボス部１１の孔径よりも大径に形成して、該吸気弁側のブリッジ部８のリフタ取付ボス部１０の孔縁と、シリンダヘッド側壁との間の連結距離Ｌ1 を短くしてあるため、該吸気弁側のブリッジ部８に発生するモーメントを小さくできて、ブリッジ部８の肉厚化を伴うことなく該ブリッジ部８の剛性を高められる。
【００２９】
この結果、吸気弁側の動弁系の駆動精度を高められて出力の向上を図ることができると共に、シリンダヘッド１の全体的な剛性が高められて音振性能を向上することができる。
【００３０】
また、このように吸気弁側のリフタ取付ボス部１０の孔径φ1 を大径にすることにより、図３に示すように吸気弁側のバルブリフタＶ・Ｌとして大径のものを用いることができ、従って、カムＣの作動角を大とし、かつ、これと摺接するバルブリフタのカムトラベル量Ｓを大きくしてバルブリフト量を拡大させて出力を高めることもできる。
【００３１】
ここで、特に本実施形態では２つの吸気弁のバルブピッチを２つの排気弁のバルブピッチよりも大きくして、吸気弁側のブリッジ部８の２つのリフタ取付ボス部１０，１０の中心間距離Ｐ1 を、排気弁側のブリッジ部９の２つのリフタ取付ボス部１１，１１の中心間距離Ｐ2 よりも大きくして、該吸気弁側のブリッジ部８のブリッジ幅Ｗ1 を極力大きくしてあるから、シリンダヘッド側壁との連結剛性が高くシリンダヘッド１の全体的な剛性をより一層高めることができる。
【００３２】
また、前記吸気弁側のステムガイド部５の上面と、その上方のブリッジ部８のリフタ取付ボス部１０の下面とを近接させ、吸気ポート壁３ａによるこれらステムガイド部５とブリッジ部８との連設長ａを短くしてあるため、吸気弁側のブリッジ部８周りの剛性が更に高められる。即ち、このようにステムガイド部５とブリッジ部８とを近接させて、吸気ポート壁３ａによる連設長ａを短くすることにより、薄肉部分の存在を可及的に少なくできることと併せて、ブリッジ部８のリフタ取付ボス部１０の孔縁からシリンダヘッド側壁に亘る実質的な連結距離Ｌ1 を、前記吸気ポート壁３ａの連設部分を基点として極端に短くできるから、該吸気弁側のブリッジ部８周りの剛性を一段と高められるのである。
【００３３】
一方、このように吸気弁側のステムガイド部５とブリッジ部８とを近接させて、該吸気弁側のブリッジ部８周りの剛性を高めてシリンダヘッド１の全体的な剛性を高めてあるが、排気弁側ではステムガイド部５とブリッジ部９との間の寸法を大きくとってそれらの間のオイル溜り容積を十分に大きく確保してあるため、熱影響を受け易い排気弁側での潤滑油の冷却性能およびオイル循環性能を良好にして潤滑油の劣化防止を行うことができる。
【００３４】
特に、本実施形態のようにＶ型エンジンに採用されるシリンダヘッド１では、排気弁配置側が左右バンクの各外側を向くようになり、従って、オイル溜り１２は排気弁配置側が低位となって該排気弁配置側に潤滑油が集流するようになるが、前述のように排気弁側のオイル溜り容積を大きくしてあることによって、潤滑油の熱交換冷却面積を十分に確保して冷却性能を良好にできると共に、該排気弁側に設けられるオイル落し孔を通してのオイル流通循環性能を良好にすることができる。
【００３５】
また、Ｖ型エンジンでは左右バンクのシリンダ列の内側に吸気ポートが対向配置されて、これら吸気ポート間に跨ってインテークマニホルドが結合されるが、この場合、シリンダブロックとシリンダヘッドでは熱容量の差が大きく、エンジンの暖機過程ではシリンダヘッドが先に熱膨張して左右バンク間が狭まる方向に変形したり、シリンダヘッドに続いてシリンダブロックが熱膨張し始めると、左右バンク間が前述とは逆に広がる方向に変形したりして、シリンダヘッドとインテークマニホルドとの連結部分に介装したガスケットのシール不良を誘発する可能性がある。
【００３６】
しかも、このようなシリンダヘッドとシリンダブロックとの熱膨張の差による影響とは別に、例えば図４に示すように６気筒エンジンの場合では、左右バンクのシリンダヘッド１，１間に結合したインテークマニホルド１３は、その左右でブランチ部１３ａの配列がオフセットするためインテークマニホルド１３の前後方向の端部に平面視して左右非対称に段部が生じ、これらの端部では剛性が弱くなってしまう。
【００３７】
従って、シリンダヘッド１，１の剛性が弱いとこれらシリンダヘッド１，１の熱膨張時に、インテークマニホルド１３の前後端部の剛性の弱い段部では、シリンダヘッド１，１が該段部と共に矢印に示す方向に撓んでそれらの結合面間に口開き現象が生じる可能性がある。
【００３８】
一方、本実施形態のシリンダヘッド１の構造によれば前述のようにシリンダヘッド１の全体剛性が高められ、特に、吸気弁配置側の剛性が高められているため、Ｖ型エンジンに使用した場合でも、インテークマニホルド１３からの入力やシリンダヘッドとシリンダブロックとの熱膨張の差等によって、シリンダヘッド１，１の相互間で複雑な撓み変形が生じるのを回避でき、インテークマニホルド１３とシリンダヘッド１との結合剛性およびこれら両者間に介装したガスケットによるシール性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図。
【図２】同実施形態の平面図。
【図３】バルブリフタ径とカムトラベル量およびバルブリフト量との関係を示す説明図。
【図４】Ｖ型６気筒エンジンにおける左右バンクのシリンダヘッドとインテークマニホルドとの配置関係を略示的に示す平面説明図。
【符号の説明】
１  シリンダヘッド
３  吸気ポート
３ａ  吸気ポート壁
４  排気ポート
５  吸気弁側のステムガイド部
６  排気弁側のステムガイド部
７  点火プラグ取付ボス部
８  吸気弁側のブリッジ部
９  排気弁側のブリッジ部
１０  吸気弁側のリフタ取付ボス部
１１  排気弁側のリフタ取付ボス部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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