JPS61142353A

JPS61142353A - ４弁式エンジン

Info

Publication number: JPS61142353A
Application number: JP26508584A
Authority: JP
Inventors: Akira Kageyama; 明陰山; Hiroyuki Oda; 博之小田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1984-12-14
Filing date: 1984-12-14
Publication date: 1986-06-30
Also published as: JPH0243025B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は１気筒について吸、排気弁を各２個備えた４弁
式エンジン、特にこれらの弁を１本の頭上カム軸で駆動
するようにしたエンジンに関する。

（従　　来　　技　　術）自動車用等のエンジンとして、１気筒について２個の吸
気弁と２ｗＡの排気弁とを備えた４弁式のエンジンが実
用化されている。このエンジンによれば、吸気充填効率
や排気効率が向上して燃焼状態が改善されることにより
、エンジンの高出力化が実現される。一方、吸気弁と排
気弁とを夫々異なるカム軸で駆動するようにした２頭上
カム軸式エンジンが実用化されているが、このエンジン
によれば、動弁機構におけるロッカーアームが廃止され
ることにより、高回転化の妨げとなる往復慣性質量が低
減されてエンジンの高回転化が可能となる。しかし、こ
の２頭上カム軸式エンジンは、構造が箸しく複雑化する
のでコストが高りｆｌり難点がある。

そこで、高出力は必要とされるが、特に高回転を要しな
いエンジンの場合には、１気筒について吸気弁及び排気
弁を夫々２個備えると共に、これらの弁を１本の頭上カ
ム軸で駆動する構造として、所要の出力を確保し且つコ
ストを低減することが考えられるが、このエンジンの場
合、点火プラグの配置ないし該プラグに対する冷却性に
関する次のような問題がある。つまり、１気筒について
吸、排気弁を各２個備える場合、点火プラグによる良好
な着火性や火炎の伝播性等を得るためには、燃焼室に対
して四角形状に配置した４個の弁の中央部に点火プラグ
を配置することが望ましいのであるが、カム軸が１本の
場合は、該カム軸が燃焼室の中央部上方を通過するので
、点火プラグの直上方にカム軸が位置することになる。

そのため、カム軸が点火プラグの取付は取外しの邪魔と
なってエンジンのサービス性が悪化するのである。

これに対しては、例えば特開昭５７−１０２５０６号公
報に開示されたエンジンがある。このエンジンは、第７
．８図に示すように、１つの燃焼室１について２個の吸
気弁２，２と２個の排気弁３．３とを四角形状に配置し
、且つ燃焼室の中央部上方に１本のカム軸４を配設した
構成において、点火プラグ５を２個の排気弁３．３間に
傾斜状に配置することにより、その先端の着火部５ａを
燃焼ｖ１の中央に位置させると共に、その上部５ｂをカ
ムＩＨＡ４の側方から斜め上方に臨ませたものである。

これによれば、良好な着火性が得られ、また点火プラグ
５をカム軸４に邪魔されることなく取付は取外しするこ
とが可能となる。また、このエンジンは比較的熱負荷が
小さい単気筒エンジンであるから、点火プラグ５を２個
の排気ポート６゜６間に配置しても、第７図に示すよう
に該プラグ５の上部５ｂを外部に露出させるだけで空気
流によって所要の冷却性が得られる。

しかし、熱負荷が大きい多気筒エンジンにおいては、上
記のように点火プラグを２個の排気ポート間に配置した
場合、該ポート内を通過する排気ガスから高い熱が点火
プラグに伝わると共に、特に該プラグにおける燃焼室構
成壁に螺合されたオネジ部には燃焼掌側からも高い熱が
伝わって、該オネジ部が熱的に著しく厳しい状態となり
、そのため該プラグが早期に劣化するという問題が生じ
る。

（発　　明　　の　　目　　的）本発明は４弁１頭上カム軸式エンジンにおける上記のよ
うな実情に対処するもので、点火プラグをシリンダヘッ
ドにおける２個の排気ポート間に傾斜状に配置すること
により、良好な着火性や該プラグに対するサービス性を
確保すると共に、該プラグの特に熱的に厳しいオネジ部
を冷却水により重点的に冷却することを可能として、こ
の種のエンジンにおける点火プラグの熱的劣化を防止す
ることを目的とする。

（発　　明　　の　　構　　成）本発明に係る４弁式エンジンは、上記目的達成のため次
のように構成したことを特徴とする。

即ち、１気筒について２個の吸気弁と２個の排気弁とを
備え、これらの弁を１本の頭上カム軸で駆動するように
した構成において、点火プラグの挿入孔をシリンダヘッ
ドにおける２個の排気ポート間に傾斜状に設けると共に
、シリンダヘッドの燃焼室構成壁における上記挿入孔の
点火プラグ螺合用ネジ穴部と上記排気ポートとの間に冷
却水通路となるキリ穴を穿設する。この穴は、例えばシ
リンダヘッド下面にお番プるシリンダブロック側からの
冷却水入口部から該シリンダヘッド内のウォータージャ
ケットに通じるように穿設され、上記冷却水入口部とウ
ォータージャケット内との圧力差によってシリンダブロ
ックのウォータージャケットから流入した冷却水が該穴
を通過するように設けられる。

（発　　明　　の　　効　　果）上記の構成によれば、４弁１頭上カム軸式エンジンにお
いて、点火プラグの先端の着火部が燃焼室の中央に位置
することにより良好な着火性ないし火炎の伝播性等が得
られ、また該点火プラグをカム軸等に邪魔されることな
く取付は取外しすることが可能となると共に、該プラグ
が高温の初見ガスが通過する排気ポート間に配置される
にも拘らず、該プラグの特に熱的に厳しいオネジ部がキ
リ孔を通過する冷却水により重点的に冷却されることに
なる。これにより、この秤のエンジンにおいて、良好な
燃焼性とサービス性とが得られると共に、点火プラグの
熱による早期劣化が防止されることになる。

（実　　施　　例）以下、本発明の実施例について説明する。

第１．２図に示すように、エンジン１０は複数のシリン
ダを列状に配置したシリンダブロック１１と、該ブロッ
ク１１の上面にガスケット１２を介して設置されたシリ
ンダヘッド１３とを有し、シリンダブロック１１におけ
るシリンダ１４の内周面と、該シリンダ１４内に嵌合さ
れたピストン１５の上面と、シリンダヘッド１３の上方
に窪まされた下面１３ａとで燃焼室１６が画成されてい
る。また、シリンダヘッド１３には、一方の側面１３ｂ
から上記燃焼ｖ１６に通じる２つの吸気ポート１７．１
７と、他方の側面１３０から燃焼室１６に通じる２つの
排気ポート１８．１８とが設けられ、これら各ポートの
燃焼室１６への開口部１７ａ、１７ａ、１８ａ、１８ａ
がシリンダヘッド下面１３ａに四角形状に配設されてい
ると共に、各開口部１７ａ、１７ａ、１８ａ、−１８ａ
を夫々開閉する２個の吸気弁１９．１９と２個の排気弁
２０．２０とが備えられている。そして、これら多弁の
上方に延びるステム部１９ａ、１９ａ、２Ｏａ、２０ａ
はシリンダヘッド１３の上面１３ｄから上方に突出され
、その上端部に夫々固着されたスプリングリテーナ２１
，２１．２２．２２と、シリンダヘッド１３の上面１３
ｄにおける各ステム部１９ａ　、１９ａ　、２０ａ　、
２０ａの突出部に形成されたスプリングシート部２３．
２３，２４゜２４との間には、各バルブ１９．１９．２
０．２０を夫々閉方向に付勢するバルブスプリング２５
゜２５．２６．２６が＠着されている。

一方、シリンダヘッド１３の上部中央における上記吸気
弁１９．１９と排気弁２０．２０とに挾まれた位置には
、エンジン１０のクランク軸方向に延びる１本のカム軸
２７が配設されている。このカム軸２７のジャーナル部
２７ａ・・・２７ａは、第１図及び第３図に示すように
シリンダヘッド１３の上面中央部における隣接気筒間及
びヘッド両端部に立設された軸受壁２８・・・２８と、
各軸グご冑２８・・・２８に夫々２本のボルト２９．２
９を用いて固着された軸受キャップ３０・・・３０とで
形成された軸受孔によって回転自在に軸承されていると
共に、該カム軸２７における隣接ジャーナル部２７８．
２７ａ間には、１気筒分の２個の吸気カム２７ｂ、２７
ｂと２個の排気カム２７ｃ、２７ｃとが形成されている
。そして、該カム軸２７の上部両側には２本のロッカー
アーム軸３１．３２が平行に架設されていると共に、こ
れらの軸３１゜３２に１気筒について各２個の吸気弁用
ロッカーアーム３３．３３及び排気弁用ロッカーアーム
３４．３４が揺動自在に支持さ、れ、各ロッカーアーム
３３．３３．３４．３４の両端が対応するカム２７ｂ　
、２７ｂ　、２７ｃ　、２７ｃの周面と吸排気弁のステ
ム部１９ａ　、１９ａ　、２０ａ　、２０ａの上端とに
夫々対接されていることにより、クランク軸に同期する
カム軸２７の回転によって該ロッカーアーム３３，３３
．３４．３４を介して多弁１９．１９．２０．’２０が
所定のタイミングで開動されるようになっている。ここ
で、上記ロッカーアーム軸３１．３２は軸受キャップ３
０・・・３０の上面に押え部材３５・・・３５を用いて
上記ボルト２９・・・２９により固着されている。

また、シリンダヘッド１３には点火プラグ挿入孔３６が
設けられ、該孔３６内に点火プラグ３７が装着されてい
る。この挿入孔３６は、各気筒における２個の排気ポー
ト１８．１８間において排気弁２０．２０に交差するよ
うに傾斜状に設けられ、その先端部３６ａがシリンダヘ
ッド１３の下面１３ａにおける各ポートの間口部１７ａ
、’１７ａ　、１８ａ　、１８ａに囲まれた位置、即ち
燃焼室１６の上部中央に間口されていると共に、該孔３
６の後端部３６ｂは、シリンダヘッド１３の一側面１３
ｃにおける排気ポート１８．１８の後端開口部１８１）
、１８ｂと、該ヘッド１３の上面１３ｄにおける初見弁
２０．２０のスプリングシート部２４．２４との間から
該ヘッド１３の上部外側方を臨むように間口されている
。そして、該挿入孔３６の先端部３６ａに続く部分はメ
ネジ部３６Ｃとされ、該メネジ部３６ｃに点火プラグ３
７のオネジ部３７ａを螺合した時に該プラグ先端の着火
部３７１）が燃焼室１６の上部中央に突出するようにな
っている。

然して、第１．２図及び第４．５図に示すように、上記
シリンダヘッド１３のロアデツキ３８における排気ポー
ト１８．１８の下方位置には、シリンダブロック１１の
ウォータージャケット３９から該ヘッド１３内のウォー
タージャケット４０に冷却水を流入させる冷却水入口４
１．４１が形成されていると共に、この冷却水入口４１
．４１からロアデツキ３８内を貫通して上記ウォーター
ジャケット４０に通じる２本のキリ穴４２．４２が穿設
されている。これらのキリ穴４２．４２は、第４図に示
すように図面上、上方の冷却水人口４１１から穿設され
た穴４２１は点火プラグ挿入孔３６と図面上、下方の排
気ポート１８２との間を通過し、また図面上、下方の冷
却水人口４１２から穿設された穴４２２は点火プラグ挿
入孔３６と図面上、上方の排気ポート１８１との間を通
過して、互いに交差するように設けられている。そのた
め、第４図に示すロアデツキ３８の断面において、点火
プラグ挿入孔３６のメネジ部３６ｃが２本のキリ穴４２
．４２によって２個の排気ポート１８．１８から仕切ら
れた状態となっている。ここで、該キリ穴４２．４２は
、第４図に示すようにドリルＡによってシリンダヘッド
１３の下方から冷却水入口４１．４１を介して穿設する
ことができるように位ｔや方向が設定されている。また
、排気ポート１８．１８の近傍を通過する箇所では、該
ポート１８．１８に貫通することを避ける！こめポート
１８．１８内に突出する肉盛り部４３．４３が設けられ
ている。この肉盛り部４３．４３は、その突出部におい
て排気ポート１８．１８の通路断面積を若干狭くするが
、排気効率は主として排気ポートの燃焼室への開口面積
によって定まるので、該肉盛り部４３．４３によって排
気効率が悪化することはない。

また、この実施例においては、第６図に示すように、シ
リンダヘッド１３におけるウォータージャケット４０内
において、上記点火プラグ挿入孔３６の構成壁４４と、
２個の排気ポート１８．１８の構成壁４５．４５とが分
離されて、これらの構成１！ｌ！４４，４５．４５間に
通路４６．４６が設けられ、上記冷部水入口４１．４１
からウォータージャケット４０内に流入した冷却水が、
矢印Ｘで示すように上記各構成壁４４，４５．４５間の
通路４６．４６を通過するようになっている。

上記の構成によれば、シリンダヘッド１３の上部中央に
配置した１本のカム軸２７によって１気筒について各２
個備えられた吸気弁１９．１９及び排気弁２０．２０を
駆動するようにしたエンジン１０において、点火プラグ
３７の先端の着火部３７ｂが燃焼室１６の中央に位置す
ることになって、該燃焼室１６内における混合気の着火
や火炎の伝播が良好に行われることになる。これにより
、良好な燃焼状態が１がられ、各２個の吸、排気弁１９
．１９．２０．２０を設けたことによる吸排気効率の向
上と相俟って、優れた出力性能と、良好な燃費及び排気
性能とが得られることになる。

また、上記点火プラグ挿入孔３６の後端部３６ｂがシリ
ンダヘッド１３の側面１３０における排気ポート１８．
１８の後端開口部１８ｂ・、１８ｂと排気弁２０．２０
のスプリングシート部２４゜２４との間に開口されてい
るので、上記点火プラグ３７をシリンダヘッド１３の当
該側部における排気弁用動弁機構の外側から該動弁線溝
やカム軸２７に邪魔されることなく、取付は取外しする
ことが可能となり、これにより当該エンジン１０の優れ
たサービス性が得られることになる。

然して、上記のように点火プラグ３７を排気ポート１８
．１８間に配設した場合は、該ポート１８．１８内を通
過する＾渇の排気ガスの熱が点火プラグ３７に伝わるこ
とになる。特に、該プラグ３７における燃焼室１６に面
するロアデツキ３８に螺合されたオネジ部３７ａは燃焼
室１６からも熱を受けて熱的に著しく厳しい状態となる
。しかし、上記の構成によれば、ロアデツキ３８におけ
る点火プラグ挿入孔３６のメネジ部３６ｃと排気ポート
１８．１８との間にキリ穴４２．４２が穿設されて、該
穴４２．４２によって上記メネジ部３６ｃが排気ポート
１８．１８から仕切られた状態となっていると共に、シ
リンダブロック１１のウォータージャケット３９から冷
却水人口４１゜４１に流入した低温の冷却水が圧力差に
よって上記キリ穴４２．／１２を通ってシリンダヘッド
１３のウォータージャケラ１〜４０側に通過する。その
ため、上記メネジ部３６ｃに螺合された点火プラグ３７
のオネジ部３７ａがこの冷却水によって重点的に冷却さ
れることになる。これにより、点火プラグ３７の特に熱
的に厳しいオネジ部３７ａが効果的に冷却され、該プラ
グ３７が高温の排気ガスが通過する排気ポート１８．１
８間に配設されているにも拘らず、該プラグ３７の熱的
劣化が防止される。

また、この実施例においては、ウォータージャケット４
０内における排気ポート１８．１８の構成壁４５．４５
と点火プラグ挿入孔３６の構成壁４４との間に通路４６
．４６が形成されているため、該通路４６．４６を通過
するウォータージャケット４０内の冷却水により、上記
点火プラグ挿入孔３６の構成壁４４を介して点火プラグ
３７が冷却されることになる。これにより、該プラグ３
７の熱的劣化が一層効果的に防止される。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の実施例を示すもので、第１図は燃
焼室の中央で切断したシリンダヘッド及びその周辺の縦
断正面図、第２図は第１図■−■線で切断したシリンダ
ヘッド単体の横断平面図、第３図は動弁機構の平面図、
第４図は第１図ＩＶ　−ＩＶ線で切断した要部横断面図
、第５図は第２図Ｖ−Ｖ線で切断した要部縦断面図、第
６図は第１図■−■線で切断した縦断面図である。第７
．８図は従来例を示すシリンダヘッド及びその周辺の縦
断正面図及び横断平面図である。１３・・・シリンダヘッド、１６・・・燃焼室、１８・
・・排気ポート、３６・・・挿入孔、３６Ｃ・・・ネジ
穴部（メネジ部）、３７・・・点火プラグ、３８・・・
燃焼室構成壁（ロアデツキ）、４２・・・キリ穴。第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１気筒について２個の吸気弁と２個の排気弁とを
備え、これらの弁を１本の頭上カム軸で駆動するように
したエンジンにおいて、点火プラグの挿入孔をシリンダ
ヘッドにおける２個の排気ポート間に傾斜状に設けると
共に、該シリンダヘッドの燃焼室構成壁における上記挿
入孔の点火プラグ螺合用ネジ穴部と上記排気ポートとの
間に冷却水通路となるキリ穴を穿設したことを特徴とす
る４弁式エンジン。