JPH1150813A - 内燃エンジンのシリンダヘッド構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＳＯＨＣ型の内燃エンジンにおいて、シリン
ダヘッド内の空間の有効利用を図り、部品の組付作業性
やメンテナンス性を向上可能な内燃エンジンのシリンダ
ヘッド構造を提供する。 【解決手段】 ロッカアーム(70)は弁部材(50)の頭部と
カムシャフト(30)のカム部(30a)とに下面で当接するよ
う設けられており、さらに、シリンダヘッド(4)にはロ
ッカアーム(70)の上面と当接し、該ロッカアーム(70)を
揺動自在に支持する支持部(37a)を有した支持部材(34)
が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃エンジンのシ
リンダヘッド構造に係り、詳しくはＳＯＨＣ型内燃エン
ジンのシリンダヘッド構造に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】近年、車両に搭載される火花点火
式の内燃エンジンにおいて、有害排ガス成分の低減や燃
費の向上等を図るため、旧来の吸気管噴射型に代えて燃
焼室に直接燃料を噴射する方式の筒内噴射型のガソリン
エンジンが種々提案されており、その構成例が、例えば
特開平８−２９６４４６号公報等に開示されている。

【０００３】このような筒内噴射ガソリンエンジンで
は、ピストン頂部にキャビティを設けるようにしてお
り、このキャビティ内に例えば圧縮行程において燃料噴
射弁から燃料を噴射することで、少量の燃料であっても
点火時点において点火プラグ（点火栓）の周囲に理論空
燃比に近い空燃比の混合気を生成させることが可能とさ
れている。

【０００４】また、該筒内噴射ガソリンエンジンでは吸
気ポートをシリンダヘッド内を直立に延びる直立ポート
として形成しており、これにより吸気効率の高い吸気を
行うとともに燃焼室内に縦方向の旋回渦（逆タンブル
流）を生起させることが可能となっている。これによ
り、当該筒内噴射ガソリンエンジンでは、全体に希薄な
空燃比であっても着火が可能であり且つ燃焼効率が高い
ものとされており、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（Ｈ
Ｃ）等の有害排ガス成分の排出量を減少させ、主として
アイドル運転時や低負荷走行時において燃費を向上させ
ることが可能となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
開示された筒内噴射ガソリンエンジンは、ＤＯＨＣ（ダ
ブルオーバヘッドカムシャフト）型のガソリンエンジン
を筒内噴射可能にして構成されている。ところが、この
ようなＤＯＨＣ型のガソリンエンジンは、カムシャフト
を２本備えているために製造コストが高いという問題が
ある。

【０００６】そこで、比較的製造コストが低く小型化可
能なＳＯＨＣ（シングルオーバヘッドカムシャフト）型
のガソリンエンジンに筒内噴射可能な燃料噴射弁を備え
て筒内噴射ガソリンエンジンを構成することが考えられ
ている。この場合、燃料噴射弁、点火プラグ、吸排気弁
及び吸排気ポートを上記ＤＯＨＣ型の筒内噴射ガソリン
エンジンの場合と同様に構成するのがよい。

【０００７】しかしながら、ＳＯＨＣ型のガソリンエン
ジンでは、ＤＯＨＣ型のガソリンエンジンと異なりカム
シャフトのカム部の動きを吸排気弁に伝えるロッカアー
ムや該ロッカアームを支持するロッカシャフトがシリン
ダヘッド内に設けられており、これらロッカアームやロ
ッカシャフトの存在が上記直立ポートのレイアウトの制
約となっている。特に、吸気効率を向上させるために
は、直立ポートをシリンダ軸線に沿って極力真っ直ぐに
延ばすのがよいのであるが、ロッカシャフトの存在がこ
れを妨げている。

【０００８】また、元来、ロッカシャフトの存在は、シ
リンダヘッド内の空間を狭くし、部品の組付作業性やメ
ンテナンス性を悪化させており好ましいものではない。
本発明は、上述した事情に基づきなされたもので、その
目的とするところは、ＳＯＨＣ型の内燃エンジンにおい
て、シリンダヘッド内の空間の有効利用を図り、部品の
組付作業性やメンテナンス性を向上可能な内燃エンジン
のシリンダヘッド構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明では、ロッカアームは、弁部材の頭
部とカムシャフトのカム部とに下面で当接しており、さ
らに、シリンダヘッド部材に固定された支持部材の支持
部に上面で当接し且つ該支持部回りに揺動自在に支持さ
れている。

【００１０】従って、ロッカアームはロッカシャフトを
用いることなくロッカアームの上側から支持可能とさ
れ、シリンダヘッドが簡易な構造とされて部品の組付作
業性やメンテナンス作業性の向上が図られる。また、請
求項２の発明では、支持部材は、ロッカアームの上面側
にシリンダ軸線方向から見てロッカアームと略同一幅で
重合するように延びる梁部を一体に有しており、支持部
は、カムシャフトの軸線に沿う幅寸法がロッカアームと
略同一となるよう梁部に形成されている。

【００１１】従って、支持部材の梁部及び支持部のカム
シャフトの軸線に沿う幅寸法がロッカアームと略同一と
なり、これらの周辺に配設される部材のレイアウトの自
由度が向上する。例えば、シリンダヘッド内を直立に延
びる直立吸気ポートを備えた内燃エンジンにあっては、
該直立吸気ポートを比較的自由にレイアウトできること
になり、吸気ポートの形状やポート径を大きく変更する
ことなくレイアウトのみの変更で所望の吸気効率が得ら
れる。

【００１２】また、請求項３の発明では、弁部材は、燃
焼室への吸気を行う少なくとも一つの吸気弁と燃焼室か
らの排気を行う少なくとも一つの排気弁とからなるとと
もに、ロッカアームは、吸気弁とカムシャフト間に渡さ
れた少なくとも一つの第１ロッカアームと排気弁とカム
シャフト間に渡された少なくとも一つの第２ロッカアー
ムとからなり、支持部材は、第１ロッカアーム及び第２
ロッカアームを揺動自在に支持している。

【００１３】従って、吸気弁を作動させる第１ロッカア
ームや排気弁を作動させる第２ロッカアームを支持部材
によって支持することにより、極めて良好にシリンダヘ
ッドの簡易化が図られ、部品の組付作業性やメンテナン
ス作業性が向上する。また、請求項４の発明では、支持
部材は、シリンダヘッド部材に軸支されたカムシャフト
の軸受部と一体に構成されている。

【００１４】従って、支持部材がカムシャフトを受ける
カムキャップとしての機能をも有することになり、部品
点数が減り、組付作業性やメンテナンス作業性がより一
層向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１を参照すると、車両に搭載され
た本発明に係るシリンダヘッド構造を有したＳＯＨＣ
（シングルオーバヘッドカムシャフト）型のガソリンエ
ンジンの縦断面図が示されており、図２を参照すると、
ロッカカバーを外した状態での図１のガソリンエンジン
の上視図が示されており、以下、図１及び図２を参照し
て本発明に係るシリンダヘッド構造について詳細に説明
する。

【００１６】ＳＯＨＣ型ガソリンエンジン（以下、単に
エンジンと記す）１は、例えば４弁式４気筒からなる筒
内噴射型ガソリンエンジンであって、吸気行程のみなら
ず圧縮行程での燃料噴射が可能に構成されており、車両
の運転状態に応じて吸気行程噴射での運転と圧縮行程噴
射での運転とを切換え可能とされている。図１に示すよ
うに、筒内噴射型のエンジン１は、通常のガソリンエン
ジンと同様に、シリンダブロック２上に、シリンダヘッ
ド４、ロッカカバー６がそれぞれ順に載置され各々ボル
ト等で固定されて構成されている。なお、ここでは、一
つの気筒について代表して説明する。

【００１７】同図に示すように、シリンダブロック２の
円筒状のシリンダ１０には、ピストン１２が嵌挿されて
いる。このピストン１２は、コネクティングロッド１４
を介してクランクシャフト（図示せず）に連結されてお
り、クランクシャフトの回転に応じてシリンダ１０内を
摺動して往復動する。そして、ピストン１２の頂面に
は、半球状のキャビティ１６が形成されている。

【００１８】一方、シリンダヘッド４には、シリンダヘ
ッド４の下面とピストン１２の頂面とによって区分され
形成される燃焼室２０に向けて燃料を直接噴射可能にし
て燃料噴射弁（インジェクタ）２２が設けられている。
より詳しくは、燃料噴射弁２２は、シリンダ１０の外周
壁近傍に対応する位置に、シリンダ１０の中心軸、即ち
シリンダ軸線Ｘに対して斜めに燃料を噴射可能なよう所
定の角度を有してシリンダヘッド４にボルト２３で取り
付けられており、その所定の角度は、上記ピストン１２
が上死点近傍にあるとき、上記キャビティ１６の半球状
の底面に沿うようにして燃料を噴射可能な角度とされて
いる。なお、この燃料噴射弁２２は、吸気行程のみなら
ず燃焼室２０内が高圧となる圧縮行程時においても良好
に燃料をシリンダ１０内に供給可能なよう、その許容燃
料噴射圧は高圧（例えば、５０kgf/cm²以上）に設定さ
れている。

【００１９】また、シリンダヘッド４には、各気筒の中
心軸を結ぶエンジン１の中心線Ｙに沿い（図２参照）、
カムシャフト３０が回転自在に軸支されている。詳しく
は、カムシャフト３０は、各気筒間及びシリンダヘッド
４の両端部に形成された複数の軸支持部３２上に支持さ
れている。また、シリンダヘッド４には、上記シリンダ
軸線Ｘと中心線Ｙを含む基面を挟むようにして、詳しく
は後述するように該基面の一側に一対の吸気ポート４
４，４４が形成されており、他側に一対の排気ポート４
６，４６が形成されている。吸気ポート４４，４４は一
対の吸気口４０，４０において燃焼室２０に臨んで開口
しており、排気ポート４６，４６は一対の排気口４２，
４２において燃焼室２０に臨んで開口している。そし
て、吸気口４０，４０には、吸気ポート４４，４４と燃
焼室２０との連通と遮断とを行う一対の吸気弁５０，５
０が設けられており、一方、排気口４２，４２には、排
気ポート４６，４６と燃焼室２０との連通と遮断とを行
う一対の排気弁５２，５２が設けられている。

【００２０】同図に示すように、吸気弁５０，５０と排
気弁５２，５２とは、上記吸気ポート４４，４４と排気
ポート４６，４６との位置関係から、やはりシリンダ軸
線Ｘと中心線Ｙを含む上記基面を挟むようにしてシリン
ダヘッド４に設けられている。詳しくは、これら吸気弁
５０，５０と排気弁５２，５２は、該基面に対してそれ
ぞれ所定の角度を有しており、つまり吸気弁５０，５０
と排気弁５２，５２とは、同図に示すように、シリンダ
ヘッド４内を互いに離反するように延びて設けられてい
る。

【００２１】ところで、これら吸気弁５０，５０と排気
弁５２，５２は特殊なものではなく、通常に内燃エンジ
ンで使用されるものと同様のものである。従って、吸気
弁５０，５０及び排気弁５２，５２の各頭部にはそれぞ
れスプリングシート５４，５４及びスプリングシート５
６，５６が設けられており、これらスプリングシート５
４，５４及びスプリングシート５６，５６とシリンダヘ
ッド４の部材間にはそれぞれ吸気弁５０，５０と排気弁
５２，５２を外嵌するようにしてコイルスプリング６
０，６０及びコイルスプリング６２，６２が縮設されて
いる。故に、通常、吸気弁５０，５０と排気弁５２，５
２とは、これらコイルスプリング６０，６０及びコイル
スプリング６２，６２に付勢されて吸気口４０，４０及
び排気口４２，４２を閉じた状態に保持されている。な
お、図中符号６４及び符号６６はそれぞれ吸気弁５０、
排気弁５２の弁ガイドであり、これにより吸気弁５０，
５０、排気弁５２，５２が弁ガイド６４，６６に沿い確
実に上記所定の角度でもって滑らかに摺動可能とされ、
良好に開閉弁可能とされている。

【００２２】また、上記カムシャフト３０には、それぞ
れ吸気弁５０，５０及び排気弁５２，５２に対応するよ
うにしてカム部３０ａ及び一対のカム部３０ｂ，３０ｂ
が形成されている。そして、カム部３０ａと吸気弁５
０，５０との間にはロッカアーム７０が、カム部３０
ｂ，３０ｂと排気弁５２，５２との間にはそれぞれ一対
のロッカアーム７２，７２が設けられている。

【００２３】そして、図１及び図２に示すように、シリ
ンダヘッド４には、支持部材３４が複数のボルト３８で
固定されている。この支持部材３４は、カムシャフト３
０の軸受の一部、即ちカムキャップ（軸受部）として機
能するとともに、ロッカアーム７０、ロッカアーム７
２，７２を揺動自在に支持する機能を有するものであ
る。

【００２４】ここで、図３を参照すると、支持部材３４
とロッカアーム７０との関係が斜視図で示されており、
同図に基づき支持部材３４の詳細について説明する。支
持部材３４は、シリンダ１０を挟んで一対のカムキャッ
プ３５，３５が連結部材３６で互いに連結され、さら
に、連結部材３６の中央から固定部３９に向けて中心線
Ｙに対し直角方向に梁部３７が延びて構成されている。
そして、梁部３７からロッカアーム７０に向けて延びた
部分には、ロッカアーム７０の半円状の凹部７０ａに対
応するようにして支持部３７ａが梁部３７と一体にして
形成されている。

【００２５】つまり、ロッカアーム７０は、図２及び図
３に示すように、一対の吸気弁５０，５０をそれぞれ作
動させるべくＹ字状に形成されており、図１に示すよう
に、一端に設けられたローラ８０がカムシャフト３０の
カム部３０ａと、またＹ字状に分岐した他端に設けられ
た一対のバルブアジャスタ８４，８４の各先端が一対の
吸気弁５０，５０とそれぞれ同一側（ここでは、図１中
ロッカアーム７０の下面側）で当接するようにされてい
るのであるが、ロッカアーム７０は、さらに、これらロ
ーラ８０及びバルブアジャスタ８４，８４がそれぞれカ
ム部３０ａ、吸気弁５０，５０と当接する側とは相反す
る側（ここでは、図１中ロッカアーム７０の上面側）で
支持部材３４の支持部３７ａと当接するようにされてい
る。これにより、ロッカアーム７０は、該支持部３７ａ
回りに揺動自在とされ、カムシャフト３０の回転に伴う
カム部３０ａの動きに応じて支持部３７ａ回りに揺動し
て吸気弁５０，５０をコイルスプリング６０，６０の付
勢力に抗して良好に開閉弁可能とされている。

【００２６】なお、図３中の符号３４ａは、支持部材３
４内部に設けられ、支持部３７ａと凹部７０ａとの接触
面に潤滑油を供給するための潤滑油通路であり、符号３
５ａ、３９ａはそれぞれボルト３８の貫通孔である。ま
た、支持部材３４にはカムシャフト３０と平行にしてロ
ッカシャフト７６が図３中の一対の孔７４，７４を貫通
して軸支されており、一対のロッカアーム７２，７２
は、それぞれこのロッカシャフト７６に揺動自在に支持
されている。該ロッカアーム７２，７２に関していえ
ば、各一端に設けられたローラ８２，８２がカム部３０
ｂ，３０ｂと当接し、各他端に設けられたバルブアジャ
スタ８６，８６の各先端が排気弁５２，５２の頭部にそ
れぞれ当接している。これにより、ロッカアーム７２，
７２は、カムシャフト３０が回転すると、カム部３０
ｂ，３０ｂの動きに応じてロッカシャフト７６回りに揺
動して排気弁５２，５２をコイルスプリング６２，６２
の付勢力に抗して良好に開閉弁可能とされている。

【００２７】ここで、改めて吸気ポート４４，４４につ
いて述べると、図１に示すように、上記吸気ポート４
４，４４は、排気ポート４６，４６がシリンダヘッド４
の側面で水平方向に開口している一方で、吸気口４０，
４０からシリンダ軸線Ｘに略沿うようにしてロッカカバ
ー６の上面に向けて延びている。つまり、吸気ポート４
４，４４はシリンダヘッド４の下面に対し直立するよう
に設けられている。詳しくは、吸気ポート４４，４４
は、吸気弁５０，５０とカムシャフト３０の間を縫って
僅かにＳ字状のカーブを描くように設けられており、そ
れらの各上端はロッカカバー６の上面で開口している。

【００２８】このように吸気ポート４４，４４が直立す
るように設けられると、吸気ポート４４，４４と上記ロ
ッカアーム７０や支持部材３４との干渉が問題となる。
しかしながら、当該エンジン１においては、図２及び図
３に示すように、上記ロッカアーム７０はＹ字型にして
その胴部７１の幅方向の肉厚が薄肉に成形されており、
支持部材３４の梁部３７の幅方向の肉厚についてもロッ
カアーム７０の胴部７１と略同一肉厚（略同一幅）に成
形されている。さらに、梁部３７から延びる支持部３７
ａについてもそのカムシャフト３０の軸線方向、即ち中
心線Ｙに沿う揺動軸方向の寸法がロッカアーム７０の胴
部７１と略同一肉厚（略同一幅）に成形されている。

【００２９】従って、当該エンジン１では、吸気ポート
４４，４４はそのＹ字型をしたロッカアーム７０の胴部
７１及び支持部３７ａを含む支持部材３４の梁部３７の
両側にこれらと干渉することなく良好に配設されてお
り、これにより、吸気ポート４４，４４はシリンダ軸線
Ｘに略沿うようにして直立に配設可能とされている。図
４を参照すると、図１のＡ−Ａ線に沿う支持部材３４の
梁部３７、吸気ポート４４，４４及びロッカアーム７０
の胴部７１の縦断面図が示されているが、同図に示すよ
うに、支持部３７ａはロッカアーム７０と略同一幅を有
して良好に吸気ポート４４，４４間に収まっており、ま
た、ロッカアーム７０の薄肉の胴部７１はその両側が極
僅かな隙を有して吸気ポート４４，４４を形成するシリ
ンダヘッド４の部材４ａ，４ａ間に摺動可能に挟持され
ている。これにより、ロッカアーム７０は、ロッカアー
ム７２，７２のようにロッカシャフトに支持されていな
くても、倒れることもなく、吸気ポート４４，４４間に
おいて支持部３７ａ回りに梁部３７に沿い良好に揺動可
能とされている。

【００３０】なお、図２及び図３に示すように、ロッカ
アーム７０の胴部７１はシリンダ軸線Ｘ方向で肉厚が大
きくされているが、これは、幅方向で薄肉とされた胴部
７１の強度を確保するためである。さらに、シリンダヘ
ッド４には、燃焼室２０の略中央、即ち燃焼室２０内の
混合気を最も有効に燃焼させることの可能な着火位置に
火花発生部を突出させて点火プラグ９０が取り付けられ
ている。詳しくは、点火プラグ９０は、図１に示すよう
に、シリンダ軸線Ｘに対して所定の角度を有して取り付
けられており、その所定の角度は、点火プラグ９０を排
気弁５２，５２とカムシャフト３０及びロッカシャフト
７６の間を通って挿入、取り付け可能な角度に設定され
ている。つまり、図１を参照すると、点火プラグ９０の
挿入ガイドとして機能し且つシリンダヘッド４内を飛散
する潤滑油が点火プラグ９０に付着することを防止する
ための直管、即ちガイドチューブ９４が設けられている
が、このガイドチューブ９４が、排気弁５２，５２とカ
ムシャフト３０及びロッカシャフト７６の間に上記所定
の角度でもって挿入されシリンダヘッド４の部材に固定
されている。

【００３１】ところで、排気弁５２，５２は、上述した
ように独立した一対のロッカアーム７２，７２によって
作動させられることになる。従って、当該エンジン１で
は、ガイドチューブ９４はその一対のロッカアーム７
２，７２の間にこれらと干渉することなく良好に配設さ
れている。なお、同図に示すように、ガイドチューブ９
４の上端はオイルシール９６を介してロッカカバー６と
着脱自在に嵌合しており、故にロッカカバー６の着脱時
においてガイドチューブ９４が着脱作業性を悪化させる
ことはない。

【００３２】以下、上記のように直立の吸気ポート４
４，４４を有して構成された本発明に係るシリンダヘッ
ド４を備えたＳＯＨＣ型筒内噴射ガソリンエンジンの作
用及び効果について図５を参照して説明する。ここで
は、燃料が圧縮行程で噴射される圧縮行程噴射での運転
を例に説明する。吸気ポート４４，４４がシリンダ軸線
Ｘに略沿い直立にされていると、吸気行程において、ピ
ストン１２の下降に伴い吸気ポート４４，４４を経て吸
気が行われる際、吸入空気はシリンダ１０の壁面に沿う
ようにして燃焼室２０内に進入する。このとき、吸気ポ
ート４４，４４は僅かにカーブしているのみで略真っ直
ぐに延びているため、吸入空気は吸気効率よく極めてス
ムースに燃焼室２０内に導入される。

【００３３】特に、本発明に係るシリンダヘッド４で
は、従来のようにロッカアーム７０を支持すべく気筒間
に渡されたロッカシャフトが存在しておらず、該ロッカ
シャフトの代わりにロッカアーム７０を支持する薄肉の
支持部３７ａが吸気ポート４４，４４間に各気筒毎に独
立に設けられている。従って、該シリンダヘッド４で
は、ロッカシャフトによる制約なく吸気ポート４４，４
４の配設の自由度を高めるようにでき、シリンダ軸線Ｘ
と吸気ポート４４，４４間の距離を小さくして吸気ポー
ト４４，４４をシリンダ軸線Ｘに略沿って極めて直立に
配設できる。これにより、シリンダ軸線Ｘに向かう吸入
空気の慣性力成分が極力小さく抑えられることになり、
吸入空気はシリンダ１０に向けてより真っ直ぐに吸気効
率よく極めて良好にシリンダ１０の壁面に沿うよう燃焼
室２０内に導入されることとなる。

【００３４】このように、吸入空気が極めて良好にシリ
ンダ１０の壁面に沿うようにして燃焼室２０内に導入さ
れると、その後圧縮行程に移行した際、ピストン１２の
上昇に伴いピストン１２の頂面に設けられたキャビティ
１６の半球状の底面に沿って吸入空気が巻き上げられ、
図５中に矢印で示すように、シリンダ壁面からシリンダ
中央に向けてシリンダ１０内を縦方向に旋回する流れ、
即ち渦状の逆タンブル流１２０が発生することになるの
であるが、その逆タンブル流１２０の渦が高速にして良
好な旋回を行うことになる。このように吸入空気が燃焼
室２０内で良好に旋回すると、燃料が噴射された際に燃
料と空気との混合が促進されることになり、燃焼効率が
向上する。

【００３５】そして、ピストン１２が上死点近傍に達す
ると、図５中に示すように、燃料噴射弁２２から燃料が
キャビティ１６の半球状の底面に沿うように、つまり逆
タンブル流１２０と同一方向となるよう噴射される。こ
れにより、燃料は、上記逆タンブル流１２０の効果によ
ってキャビティ１６内で吸入空気と良好に混合されて燃
料噴霧１２１となり、好適な状態で点火プラグ９０に達
することになる。

【００３６】このように燃料が逆タンブル流１２０とと
もにキャビティ１６内に略閉じこめられたような状態、
つまり層状化された状態で点火プラグ９０に達すること
になると、燃料噴射量が少なくても、つまり全体として
空燃比が希薄（リーン）であっても点火プラグ９０近傍
では比較的空燃比が濃い（理論空燃比またはリッチ）状
態とされる。従って、その後ピストン１２がさらに上死
点近傍とされたときには、点火プラグ９０によって点火
が行われることになるのであるが、点火プラグ９０周り
では着火性がよく、故に失火（リーン失火）等の発生も
なく極めて良好且つ効率のよい燃焼、即ち層状燃焼が実
現されることとなる。

【００３７】これにより、ＳＯＨＣ型の筒内噴射ガソリ
ンエンジンにおいて、通常の吸気管噴射式のＳＯＨＣ型
ガソリンエンジンと同程度の出力を確保しながら、燃焼
効率を向上させて炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）等の有害な排ガス成分を低減できることになり、且
つ、燃料消費量を極めて少なく抑えて燃費を向上させる
ことが可能となる。特に、本発明のシリンダヘッド４で
は、吸気ポート４４，４４がシリンダ軸線Ｘに略沿って
極めて直立に配設されているので、その効果は非常に高
いものとなる。

【００３８】なお、ここでは、燃料が圧縮行程で噴射さ
れる場合を例に説明したが、直立の吸気ポート４４，４
４を用いることは燃料が吸気行程で噴射されるような場
合においても有効である。つまり、直立の吸気ポート４
４，４４を用いて吸気効率よく吸気を行い逆タンブル流
１２０を生起させることで、例えば吸気行程で燃料を少
量だけ噴射し希薄空燃比での運転を行った場合におい
て、燃焼に好適な混合気を良好に生成することができ、
やはり燃焼効率と燃費を向上させることができることと
なる。

【００３９】以上、説明したように、本発明に係るシリ
ンダヘッド構造では、支持部材３４を採用することによ
り、例えば、エンジン１が筒内噴射型のガソリンエンジ
ンである場合、吸気口４０，４０からロッカカバー６に
向けてシリンダ軸線Ｘに沿い直立に延びる吸気ポート４
４，４４の配設の自由度を高め、吸気ポート４４，４４
を極力シリンダ軸線Ｘに近づけて配設することが可能と
されている。従って、燃焼室２０内に極めて良好な逆タ
ンブル流を生起させてエンジン１の燃焼効率を向上させ
ることができ、さらには、シリンダヘッド４の幅方向の
寸法を小さく抑えてエンジン１の小型化を図ることが可
能である。

【００４０】また、支持部材３４は、ロッカアーム７０
を支持する機能のみならず、一体にしてカムキャップの
機能をも有して構成されている。従って、部品点数を少
なく抑えてシリンダヘッドを構成するようにでき、構造
の簡易化とともに低コスト化を図り、組付作業性のよい
内燃エンジンを実現することができる。ここで、図６を
参照すると、本発明に係るシリンダヘッド構造の他の実
施形態が概略的に示されており、以下当該他の実施形態
についても説明する。

【００４１】当該他の実施形態では、上記図１乃至図４
に示した実施形態に対し、図６中符号３４’で示すよう
に、支持部材がロッカアーム（第１ロッカアーム）７０
のみならずロッカアーム（第２ロッカアーム）７２，７
２をも支持可能に構成されており、以下、主として支持
部材３４’の構成について説明する。同図に示すよう
に、支持部材３４’では、上記実施形態の場合と同様
に、連結部材３６’から梁部３７’が固定部３９に向け
て中心線Ｙに対し直角方向に延びており、梁部３７’か
らロッカアーム７０に向けて延びた部分には、やはりロ
ッカアーム７０の半円状の凹部７０ａに対応するように
して支持部３７ａ’が梁部３７’と一体に形成されてい
る。

【００４２】さらに、支持部材３４’では、連結部材３
６’から梁部３７’とは異なる方向に一対の梁部１０
０，１００が中心線Ｙに対し直角に延びており、該一対
の梁部１００，１００は連結部１０２において互いに連
結されている。該一対の梁部１００，１００からそれぞ
れロッカアーム７２，７２に向けて延びた部分には、上
記支持部３７ａ’と同様に、ロッカアーム７２，７２の
半円状の凹部（図示せず）にそれぞれ対応するようにし
て支持部１０４，１０４が梁部１００，１００と一体に
して形成されている。そして、支持部材３４’は上記同
様に複数のボルト３８でシリンダヘッド４に固定されて
いる。

【００４３】従って、当該他の実施形態によれば、ロッ
カアーム７２，７２についても、ロッカアーム７０と同
様にして支持部材３４’の支持部１０４，１０４回りに
揺動することになり、ロッカシャフトを一切排除するよ
うにできる。これにより、吸気ポート４４，４４のみな
らず、ガイドチューブ９４の配設の自由度、つまり点火
プラグ９０の取付け角度の設定自由度をも大きくするこ
とが可能となる。また、部品点数をさらに少なく抑えて
シリンダヘッドを構成するようにでき、より一層構造の
簡易化とともに低コスト化を図ることができる。

【００４４】なお、上記実施形態及び他の実施形態で
は、エンジン１が筒内噴射型のガソリンエンジンであっ
て、ロッカアーム７０の両側に吸気ポート４４，４４を
配設する場合を例に説明したが、エンジン１が通常の吸
気管噴射型のＳＯＨＣ型のガソリンエンジンである場合
にも本発明に係るシリンダヘッド構造を良好に適用可能
である。この場合には、主に、部品点数を少なくして構
造の簡易化を図った低コスト且つ組付作業性のよい内燃
エンジンを実現できる。

【００４５】また、上記実施形態及び他の実施形態で
は、４弁式であって、２本の吸気ポート４４，４４を備
えたエンジン１について説明したが、これに限られず、
２弁式であって吸気ポートが１本からなる内燃エンジ
ン、或いは、４弁式であっても吸気ポートが分岐してお
りロッカアーム７０近傍では１本に纏められているよう
な吸気ポートを有した内燃エンジンについても本発明を
良好に適用可能である。この場合には、図７に示すよう
に、例えば、ロッカアームについては符号７０’で示す
ように吸気ポート４４’を挟むようにしてＹ字型に構成
すればよく、支持部材については、上記他の実施形態の
ところで説明した支持部材３４’の梁部１００，１００
をロッカアーム７０’側に適用するようにすればよい。
つまり、この場合、支持部１０４，１０４がロッカアー
ム７０’の一対の胴部７１’，７１’と当接し、これら
を支持するように支持部材を構成すればよい。

【００４６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る請求項１の内燃エンジンのシリンダヘッド構造によ
れば、ロッカアームの上面に当接し該ロッカアームを揺
動自在に支持する支持部を有した支持部材を備えるよう
にしたので、ロッカアームをロッカシャフトを用いるこ
となくロッカアームの上側から簡単に支持するようにで
き、シリンダヘッドを簡易な構造として部品の組付作業
性やメンテナンス作業性の向上を図ることができる。

【００４７】また、請求項２の内燃エンジンのシリンダ
ヘッド構造によれば、支持部材の梁部及び支持部のカム
シャフトの軸線に沿う幅寸法をロッカアームと略同一に
でき、これらの周辺に配設される部材のレイアウトの自
由度を向上させることができる。従って、例えば、シリ
ンダヘッド内を直立に延びる直立吸気ポートを備えた内
燃エンジンにあっては、該直立吸気ポートを比較的自由
にレイアウトできることになり、吸気ポートの形状やポ
ート径を大きく変更することなくレイアウトのみの変更
によって所望の吸気効率を得ることができる。

【００４８】また、請求項３の内燃エンジンのシリンダ
ヘッド構造によれば、吸気弁を作動させる第１ロッカア
ームや排気弁を作動させる第２ロッカアームを支持部材
によって支持することにより、極めて良好にシリンダヘ
ッドの簡易化を図ることができ、部品の組付作業性やメ
ンテナンス作業性を向上させることができる。また、請
求項４の内燃エンジンのシリンダヘッド構造によれば、
支持部材にカムシャフトを受けるカムキャップとしての
機能を備えることで、部品点数を低減でき、組付作業性
やメンテナンス作業性をより一層向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシリンダヘッド構造を有したＳＯ
ＨＣ型筒内噴射ガソリンエンジンの縦断面図である。

【図２】図１に示すＳＯＨＣ型筒内噴射ガソリンエンジ
ンのロッカカバーを外した状態での上視図である。

【図３】図１及び図２中の支持部材とロッカアームとの
関係を示す斜視図である。

【図４】図１中のＡ−Ａ線に沿うＳＯＨＣ型筒内噴射ガ
ソリンエンジンの縦断面図であって、吸気ポート、支持
部材及びロッカアームの関係を示す図である。

【図５】本発明に係るシリンダヘッド構造を有したＳＯ
ＨＣ型筒内噴射ガソリンエンジンの作用及び効果を説明
する図である。

【図６】本発明に係るシリンダヘッド構造の他の実施形
態を示す概略構成図である。

【図７】吸気ポートが１本からなる場合のロッカアーム
の変形例を示す図である。

【符号の説明】

１ エンジン（ＳＯＨＣ型筒内噴射ガソリンエンジン） ２ シリンダブロック ４ シリンダヘッド ６ ロッカカバー ３０ カムシャフト ３０ａ カム部 ３０ｂ カム部 ３４、３４’ 支持部材 ３５、３５’ カムキャップ（軸受部） ３６、３６’ 連結部材 ３７、３７’ 梁部 ３７ａ、３７ａ’ 支持部 ３９、３９’ 固定部 ４４、４４’ 吸気ポート ４６ 排気ポート ５０ 吸気弁 ５２ 排気弁 ７０、７０’ ロッカアーム ７１、７１’ 胴部 ７２ ロッカアーム ７６ ロッカシャフト ９４ ガイドチューブ １００ 梁部 １０４ 支持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 彰仁 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カム部を有し、シリンダヘッド部材に軸
   支された１本のカムシャフトと、 前記シリンダヘッド部材に設けられ、燃焼室への吸気ま
   たは該燃焼室からの排気を行う少なくとも一つの弁部材
   と、 前記弁部材の頭部と前記カムシャフトのカム部とに下面
   で当接し前記カム部により前記弁部材を開閉駆動するロ
   ッカアームと、 前記ロッカアームの上面に当接し該ロッカアームを揺動
   自在に支持する支持部を有し前記シリンダヘッド部材に
   固定された支持部材と、 を備えたことを特徴とする内燃エンジンのシリンダヘッ
   ド構造。
2. 【請求項２】 前記支持部材は、前記ロッカアームの上
   面側に、シリンダ軸線方向から見て前記ロッカアームと
   略同一幅で重合するように延びる梁部を一体に有し、 前記支持部は、前記カムシャフトの軸線に沿う幅寸法が
   前記ロッカアームと略同一となるよう前記梁部に形成さ
   れていることを特徴とする、請求項１記載の内燃エンジ
   ンのシリンダヘッド構造。
3. 【請求項３】 前記弁部材は、前記燃焼室への吸気を行
   う少なくとも一つの吸気弁と前記燃焼室からの排気を行
   う少なくとも一つの排気弁とからなるとともに、前記ロ
   ッカアームは、前記吸気弁と前記カムシャフト間に渡さ
   れた少なくとも一つの第１ロッカアームと前記排気弁と
   前記カムシャフト間に渡された少なくとも一つの第２ロ
   ッカアームとからなり、 前記支持部材は、前記第１ロッカアーム及び前記第２ロ
   ッカアームを揺動自在に支持することを特徴とする、請
   求項１記載の内燃エンジンのシリンダヘッド構造。
4. 【請求項４】 前記支持部材は、前記シリンダヘッド部
   材に軸支されたカムシャフトの軸受部と一体に構成され
   ていることを特徴とする、請求項１記載の内燃エンジン
   のシリンダヘッド構造。