JPH08158938A - エンジンのヘッドガスケット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スキッシュエリアが拡大されたり逆タンブル
が生じるのを防ぎつつ、ヘッドガスケットを用いて圧縮
比を調整できるようにする。 【構成】 燃焼室と対応する形状に開口穴２２を開口さ
せる。下面にシリンダボア２ａに連なる円形のスキッシ
ュエリア形成用凹部２５を形成した。スキッシュエリア
や、吸気弁の傘部分に当たり燃焼室外周側へ向かう吸気
のマスクがヘッドガスケットに形成される。このため、
シリンダヘッドを交換しなくもヘッドガスケットの厚み
を変えて圧縮比を変えることができるから、コスト低減
を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダボディとシリ
ンダヘッドとの間に介装されるエンジンのヘッドガスケ
ットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンの圧縮比を変えるに当た
っては、ピストン頭部の形状を変えたり、シリンダヘッ
ドの燃焼室形成用凹部の形状を変えたりして行ってい
た。このため、ピストンとして頭部の中央部分が凹陥さ
れた軽量化ピストンを使用するエンジンでは、ピストン
をその頭部が略扁平なものへ交換して耐久性を向上させ
ようとする場合、エンジン制御を略同じように行うこと
ができるようにシリンダヘッドを燃焼室形成用凹部の深
いものと交換して圧縮比が大きく変わってしまうのを防
いでいた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、圧縮比を調
整するに当たって上述したようにシリンダヘッドを別の
ものと交換するのでは、コストが高くなり過ぎるという
問題があった。圧縮比を変える他の手法としてヘッドガ
スケットを厚くすることも考えられるが、単に厚みを変
えただけでは以下に述べるように燃焼上の問題が生じて
しまう。

【０００４】ヘッドガスケットを厚くすると、シリンダ
ボディとシリンダヘッドとの間に形成されるスキッシュ
エリアの上下幅が必要以上に大きくなってしまうので、
スキッシュにより燃焼を速めることができなくなる。

【０００５】また、吸気が燃焼室に流入するときには吸
気弁の傘部分に当たることによりその一部が燃焼室の外
周側へ向かうように流れ方向が変えられることがある
が、上述したようにスキッシュエリアの上下幅が拡がる
と、この燃焼室外周側へ向かう吸気の流れを規制し難く
なってしまう。この結果、吸気通路の燃焼室側開口から
燃焼室内の排気弁側へ吸気を流すことによりシリンダ内
に吸気のタンブルが発生するように構成されたシリンダ
ヘッドを使用する場合、前記燃焼室外周側へ吸気が流れ
ることにより前記タンブルに対して旋回方向が逆となる
タンブルが発生してしまう。すなわち、吸気弁側開口か
ら排気弁側へ向かう吸気流からなるタンブルを順タンブ
ルとすると、この順タンブルがこれとは旋回方向が逆と
なる逆タンブルによって弱められてしまう。

【０００６】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、スキッシュエリアが拡大されたり逆
タンブルが生じるのを防ぎつつ、シリンダヘッドの燃焼
室形成用凹部の形状を変更することなく圧縮比を調整す
ることができるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るエンジンの
ヘッドガスケットは、燃焼室と対応する部位をシリンダ
ヘッドにおける燃焼室形成用凹部の開口形状と略同一形
状をもって開口させ、シリンダボディ側となる下面に、
シリンダ孔の孔壁面に連なるスキッシュエリア形成用凹
部を形成したものである。

【０００８】

【作用】本発明に係るヘッドガスケットをシリンダボデ
ィとシリンダヘッドとの間に介装することによって、ス
キッシュエリアがヘッドガスケットをその周壁および天
壁として形成される。また、ヘッドガスケットにおける
開口部の壁面が、実質的にシリンダヘッドの燃焼室形成
用凹部のシリンダボディ側延長部となるので、吸気弁の
傘部分に当たり燃焼室外周側へ流された吸気を遮蔽する
マスクとして機能するようになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図５に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係るヘッドガス
ケットを使用したエンジンの縦断面図、図２は図１にお
ける要部を拡大して示す断面図、図３は図２における中
央吸気弁部分を拡大して示す断面図、図４はシリンダヘ
ッドをシリンダボディ側から見た底面図で、同図におい
ては図１の破断位置をI−I線によって示してある。図５
はヘッドガスケットをシリンダボディ側から見た底面図
である。

【００１０】これらの図において、１は水冷式多気筒エ
ンジン、２はこのエンジン１のシリンダボディ、３はシ
リンダヘッド、４はピストン、５は前記ピストン４にピ
ストンピン６を介して連結されたコンロッドである。そ
して、前記シリンダボディ２とシリンダヘッド３の間に
は本発明に係るヘッドガスケット７が介装されている。

【００１１】前記シリンダヘッド３は、軽量化ピストン
（図示せず）を用いるエンジンと同一のものであり、吸
気ポート８と排気ポート９とが気筒毎に形成されるとと
もに、シリンダボディ２のシリンダボア２ａと対応する
部位に燃焼室を形成するための凹部３ａが形成されてい
る。そして、吸気通路となる吸気ポート８と排気通路と
なる排気ポート９とがこの凹部３ａに開口するように形
成されている。また、前記凹部３ａの中央には点火プラ
グ１０が取付けられている。

【００１２】前記吸気ポート８および排気ポート９はそ
れぞれシリンダヘッド３の側面に開口してこの開口部か
ら燃焼室へ向かって延ばされている。前記吸気ポート８
は図４に示すように、シリンダヘッド３の側面に開口す
る主吸気通路形成部分から凹部３ａに開口する部分の途
中で３つの分岐通路（右分岐通路１１、中央分岐通路１
２および左分岐通路１３）に分岐されている。図４中に
符号Ｆで示すものは燃料噴射弁で、この燃料噴射弁Ｆ
は、吸気ポート８内に図４中に二点鎖線ｆで示す範囲を
もって燃料を略円錐状に噴射する構造になっている。ま
た、前記分岐通路１１〜１３は、図１に示すように凹部
３ａ側の開口の近傍まで上流側から略直線的に形成され
ており、曲がり部分が少なくなるように形成されてい
る。なお、排気ポート９は２つの分岐通路９ａ，９ｂに
分岐されている。

【００１３】そして、これらの分岐通路の凹部３ａ側の
開口はそれぞれ吸気弁１４〜１６、排気弁１７，１８に
よって開閉される構造になっている。吸気弁１４〜１６
および排気弁１７，１８は、吸気カム軸１９、排気カム
軸２０を有する従来周知の動弁装置２１によって開閉さ
れるように構成されている。

【００１４】前記ピストン４は、頂面の中央部分が僅か
に凹陥されて頭部が略扁平に形成されている。すなわ
ち、このピストン４は、頂面からピストンピン６までの
距離が軽量化ピストンに較べて大きくなり、軽量化ピス
トンより耐久性が高くなるように形成されている。な
お、軽量化ピストンの頂面形状を図２中に二点鎖線Ｐで
示した。

【００１５】ヘッドガスケット７はステンレス材からな
り、燃焼室と対応する開口穴２２が図５に示すように気
筒毎に開口されている。なお、２３はシリンダヘッド固
定用のヘッドボルト（図示せず）が挿通される透孔、２
４はエンジン冷却水を通すための冷却水穴である。な
お、シリンダボディ２やシリンダヘッド３、ピストン４
はアルミニウム合金製である。

【００１６】前記開口穴２２は、シリンダヘッド３にお
ける燃焼室形成用凹部３ａの開口形状と略同一形状をも
って開口されている。すなわち、３個の吸気弁１１〜１
３、２個の排気弁１４，１５のそれぞれの傘部分１１ａ
〜１５ａの近傍まで外周側から延びる延在部２２ａ〜２
２ｅが一連に形成されている。

【００１７】また、このヘッドガスケット７のシリンダ
ボディ２側となる下面には、シリンダボア２ａの孔壁面
に連なるスキッシュエリア形成用凹部２５が形成されて
いる。このスキッシュエリア形成用凹部２５は、ヘッド
ガスケット７の下面を、シリンダ軸心を中心とする円形
に凹陥させて形成されている。なお、この凹部２５の内
径はシリンダボア２ａの内径より僅かに大径となるよう
に設定されている。

【００１８】さらに、ヘッドガスケット７の厚みは、図
２中に二点鎖線Ｐで示す頂面形状の軽量化ピストンを使
用するエンジンと圧縮比が略等しくなるように設定され
ている。すなわち、軽量化ピストン仕様のエンジンに用
いるヘッドガスケットに較べて厚く形成されている。

【００１９】このように構成されたエンジン１において
は、３つの分岐通路１１〜１３を通ってシリンダ内に流
入する吸気は、図２および図３に矢印Ｉで示すように、
各分岐通路１１〜１３が凹部３ａ側開口の近傍まで略直
線的に形成されていることに起因して大部分がこの開口
と吸気弁１４〜１６の傘部分１４ａ〜１６ａとの間を通
って直線的に斜めにシリンダ内に流入する。すなわち、
吸気の多くが前記開口からシリンダ中心より排気弁１
７，１８側へ斜めに流入することになり、シリンダ内に
は図１〜図３において右回りのタンブルが発生するよう
になる。

【００２０】また、シリンダ内に流入するときに吸気弁
１４〜１６の傘部分１４ａ〜１６ａに当たって外周側
（排気弁とは反対側）に流れ向きが変えられた吸気（図
３中に矢印Ｉａで示す）は、傘部分１４ａ〜１６ａの側
方に位置するヘッドガスケット７の延在部２２ａ〜２２
ｃによってその流れが規制されるようになる。このた
め、図１〜図３において右回りのタンブルを順タンブル
とすると、この順タンブルとは旋回方向が逆となる逆タ
ンブルは発生し難くなる。

【００２１】一方、圧縮行程終期においてピストン４が
図１に示すように上死点まで上昇するときには、このピ
ストン４とヘッドガスケット７との間のスキッシュエリ
ア形成用凹部２５からスキッシュが生じる。これにより
スキッシュを用いた高速燃焼が行われるようなる。

【００２２】したがって、本発明に係るヘッドガスケッ
ト７をシリンダボディ２とシリンダヘッド３との間に介
装することによって、スキッシュエリアがヘッドガスケ
ット７をその周壁および天壁として形成されるようにな
るから、軽量化ピストン仕様のシリンダヘッド３を頭部
が略扁平なピストン４を用いるエンジン１に採用したと
しても、ヘッドガスケット７を厚く形成して圧縮比を略
同じとすることが可能になる。

【００２３】しかも、ヘッドガスケット７における開口
穴２２の壁面が、実質的にシリンダヘッド３の燃焼室形
成用凹部３ａのシリンダボディ側延長部となるので、吸
気弁１４〜１６に当たって燃焼室外周側へ流された吸気
を遮蔽するマスクとして機能するようになる。このた
め、上述したようにヘッドガスケット７を厚く形成して
圧縮比を調整するに当たって、図１〜図３において右回
りの吸気流からなる順タンブルがこれとは旋回方向が逆
方向の逆タンブルによって弱められることが少なくな
る。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るエンジ
ンのヘッドガスケットは、燃焼室と対応する部位をシリ
ンダヘッドにおける燃焼室形成用凹部の開口形状と略同
一形状をもって開口させ、シリンダボディ側となる下面
に、シリンダ孔の孔壁面に連なるスキッシュエリア形成
用凹部を形成したため、このヘッドガスケットをシリン
ダボディとシリンダヘッドとの間に介装することによっ
て、スキッシュエリアがヘッドガスケットをその周壁お
よび天壁として形成されるようになる。しかも、ヘッド
ガスケットにおける開口部の壁面が、実質的にシリンダ
ヘッドの燃焼室形成用凹部のシリンダボディ側延長部と
なるので、吸気弁の傘部分に当たり燃焼室外周側へ流さ
れた吸気を遮蔽するマスクとして機能するようになる。

【００２５】したがって、本発明に係るヘッドガスケッ
トは実質的にシリンダヘッドにおける燃焼室形成用凹部
の一部を構成することになるので、このヘッドガスケッ
トの厚みを変更することにより、シリンダヘッドの燃焼
室形成用凹部の形状を変更しなくても圧縮比を変えるこ
とができるようになる。このため、頭部が凹陥された軽
量化ピストンを頭部が略扁平な耐久性の高いピストンへ
変更する場合には、本発明に係るヘッドガスケットの厚
みを圧縮比が略等しくなるように設定することにより、
シリンダヘッドを交換しなくて済むようになるので、コ
スト低減を図ることができる。このことにより、１種類
のシリンダヘッドを用いて複数種類のエンジンを得るこ
とができるようになるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るヘッドガスケットを使用したエ
ンジンの縦断面図である。

【図２】 図１における要部を拡大して示す断面図であ
る。

【図３】 図２における中央吸気弁部分を拡大して示す
断面図である。

【図４】 シリンダヘッドをシリンダボディ側から見た
底面図である。

【図５】 図５はヘッドガスケットをシリンダボディ側
から見た底面図である。

【符号の説明】

１…エンジン、２…シリンダボディ、２ａ…シリンダボ
ア、３…シリンダヘッド、３ａ…燃焼室形成用凹部、４
…ピストン、７…ヘッドガスケット、１４〜１６…吸気
弁、２２…開口穴、２２ａ〜２２ｅ…延在部、２５…ス
キッシュエリア形成用凹部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダボディとシリンダヘッドとの間
   に介装されるエンジンのヘッドガスケットにおいて、燃
   焼室と対応する部位をシリンダヘッドにおける燃焼室形
   成用凹部の開口形状と略同一形状をもって開口させると
   ともに、シリンダボディ側となる下面に、シリンダ孔の
   孔壁面に連なるスキッシュエリア形成用凹部を形成した
   ことを特徴とするエンジンのヘッドガスケット。