(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッド内のウォータジャケット上壁及び下壁を連続するヘッドボルト挿通用のボルトボス部が、各シリンダのボア中心を通るボア中心線を挟んで両側にシリンダ列方向に複数の対をなして設けられ、かつ出力軸が水平方向に対し所定角度だけ傾斜するように搭載されるエンジンのシリンダヘッド構造において、
上記各ボルトボス部の近傍に、該ボルトボス部に対し上記出力軸方向の傾斜上方側にあるウォータジャケット上壁下面を傾斜下方側のウォータジャケット上壁下面よりもボルトボス部の軸線方向に段差状に高くした段部が設けられている
ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
ウォータジャケット上壁の上面は略平面とされていて、
各段部においてボルトボス部に対し傾斜下方側にあるウォータジャケット上壁の肉厚は、傾斜上方側のウォータジャケット上壁の肉厚よりも厚くされている
ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
【請求項３】
請求項２記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
各シリンダボア間でボア中心線の両側にボルトボス部が配置され、
上記ボア中心線を挟んだ一側でシリンダ列方向に隣接するボルトボス部に、該ボルトボス部間のシリンダに連通する２つのポートの壁部がそれぞれ連続されている一方、
上記ボア中心線の他側でシリンダ列方向に隣接するボルトボス部のうち、各シリンダボア毎における傾斜下方側のボルトボス部に、上記シリンダに連通する少なくとも１つのポートの壁部が連続され、
上記ボア中心線の他側で各シリンダボア毎における傾斜上方側にあるボルトボス部近傍の傾斜下方側にあるウォータジャケット上壁下面は、傾斜上方側にあるウォータジャケット上壁下面よりもボルトボス部の軸線方向に段差状に低く設定されている
ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
【請求項４】
請求項１，２又は３記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
シリンダヘッド下面に対する各ボルトボス部近傍の傾斜下方側のウォータジャケット上壁下面の傾斜角度は、略エンジン出力軸の傾斜角度に一致している
ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
【請求項５】
請求項１，２，３又は４記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
シリンダヘッドのウォータジャケット内の冷却水は、傾斜下方側から傾斜上方側に向かって流れるように構成されている
ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
【請求項６】
シリンダヘッド内のウォータジャケット上壁及び下壁を連続するヘッドボルト用のボルトボス部が、各シリンダのボア中心を通るボア中心線を挟んで両側にシリンダ列方向に複数の対をなして設けられたエンジンのシリンダヘッド構造において、
上記シリンダのボア間で上記ボア中心線の両側にボルトボス部が配置され、
上記ボア中心線を挟んだ一側でシリンダ列方向に隣接するボルトボス部に、該ボルトボス間のシリンダに連通する２つのポートの壁部がそれぞれ連続されている一方、
上記ボア中心線の他側で各シリンダボア毎におけるシリンダ列方向に隣接するボルトボス部の一方は、上記シリンダに連通する少なくとも１つのポートの壁部が連続されたポート連続ボス部とされ、
上記ボア中心線の他側にあるボルトボス部の他方のボルトボス部近傍でかつ上記ポート連続ボス部側のウォータジャケット上壁の肉厚は、該ポート連続ボス部側と反対側のウォータジャケット上壁の肉厚よりも厚くされている
ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
【請求項７】
請求項６記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
シリンダヘッド内のウォータジャケットの各シリンダボア周りの下壁上面に、ボア中心線の他側にあるボルトボス部のポート連続ボス部側からボア中心側に向かって延びる帯状の厚肉部が設けられている
ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
【請求項８】
請求項６記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
エンジンは２つの吸気ポートと、１つの排気ポートと、１つの副燃焼室とをシリンダ毎に有してなるエンジンであり、
上記各吸気ポートの上流端はシリンダヘッドの一側面に開口されている一方、下流端はシリンダヘッド下面にシリンダ列方向に並ぶように開口され、
上記排気ポートの下流端はシリンダヘッドの他側面に開口されている一方、上流端はシリンダヘッド下面に、上記副燃焼室とシリンダ列方向と直交する方向に並ぶように配設されて開口されており、
上記排気ポートの上流端開口と該排気ポートに隣接する両吸気ポートの下流端開口との間のウォータジャケット下壁内に、各々、一端がシリンダブロック内のウォータジャケットに連通する一方、他端がシリンダヘッド内のウォータジャケットに連通する１対の冷却水通路が、上記排気ポート下流端開口側のシリンダヘッド側面からシリンダボア中心部分で交差するようにクロスドリル加工によりシリンダ列方向に並ぶように設けられ、
上記各吸気ポートの下流端開口の排気ポートの上流端開口との間の距離は副燃焼室との間よりも短くされている
ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
【請求項９】
請求項３又は６記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
各シリンダボア毎における少なくとも１つのポートのシリンダボア開口部から、ボア中心線を挟んだ他側の少なくとも各ボルトボス部を結ぶ線上の部位までの区間において、ウォータジャケット上壁と上記少なくとも１つのポートの壁部上部との間に、ウォータジャケット用空間が形成されている
ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
【請求項１０】
請求項９記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
各シリンダボア毎における少なくとも１つのポートは排気ポートである一方、２つのポートは吸気ポートであり、
上記各ポートのシリンダボア開口部から、該各ポートの他方の開口部が接続するウォータジャケットの側壁までの区間において、
上記吸気ポート側では該吸気ポートの壁部上部とウォータジャケット上壁とは連続されている一方、上記排気ポート側では該排気ポートの壁部上部とウォータジャケット上壁とは非連続になされている
ことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンのシリンダヘッド構造の改良に関し、特にシリンダヘッド内のウォータジャケット上壁及び下壁を連続するヘッドボルトボス部周りの剛性を高める対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エンジンのシリンダヘッドには、該シリンダヘッドをシリンダブロックに組み付けるヘッドボルトの挿通されるためのボルトボス部が、シリンダヘッド内のウォータジャケット上壁及び下壁を上下に連続しかつボア中心線を挟んで両側にシリンダ列方向に複数の対をなすようにして設けられており、例えば特開平４−８１５５３号公報に記載されているように、各シリンダボア周りに６つのボルトボス部が配置されたようなレイアウトのものも知られている。
【０００３】
上記のものは、３弁式のディーゼルエンジンであって、図２に例示するように、２つの吸気ポート７，７、１つの排気ポート８及び１つの副燃焼室９を各シリンダ毎に備えている。そして、各シリンダボア６，６間に対をなして配置されたボルトボス部１３ａ，１３ａ，…についてみると、各シリンダのボア中心を通ってシリンダ列方向に延びるボア中心線Ｌを挟んだ一側（同図の下側）にあるボルトボス部１３ａ，１３ａ，…では、各々、そのシリンダ列方向の両側に吸気ポート７の壁部が連続されて該ボルトボス部１３ａの剛性を高めるようになされており、シリンダヘッド１ｂをシリンダブロックに締結する際にボルトボス部１３ａのボルト座面が沈み込み難くて十分な軸力を得られるようになされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のシリンダヘッド構造では、ボア中心線Ｌを挟んで他側（図２の上側）のボルトボス部１３ａ，１３ａ，…については、隣りのシリンダボア６の排気ポート８の壁部が片側（同図の右側）に連続されているだけであって、その反対側（同図の左側）には吸気ポート７及び排気ポート８の何れの壁部も非連続であるために、このボルトボス部１３ａについては、先に述べた一側のボルトボス部１３ａに比べて剛性が低く、ボルト締結時にボルト座面が沈み込んで十分な軸力が得られ難いという難点がある。特に、このボルトボス部１３ａには、吸気ポート７の側よりも熱的に厳しい排気ポート８の側に位置していることと相俟って、応力集中が生じ易い。
【０００５】
上記の対策として考えられるのは、ウォータジャケット上壁の肉厚を厚くして、上記ボルトボス部の剛性を高めるようにすることである。しかしながら、シリンダヘッドは鋳造品であることから、ウォータジャケット上壁の肉厚を厚くしようとすると、上壁に巣が発生し易くなる。
【０００６】
そこで、巣が発生しないように上壁の肉厚を部分的にのみ厚くするようにしてもよいが、そうすると、上記上壁の下面に隆起部が形成されることとなり、その隆起部に冷却水中のエアーが溜り易くなるという問題が生じる。
【０００７】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、出力軸が傾斜するように搭載されるエンジンにおいて、シリンダヘッド内のウォータジャケット上壁の下面形状に工夫を加えることで、ウォータジャケット内におけるエアー溜りの発生を回避しつつボルトボス部の剛性を高められるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、エンジンが傾斜状態で搭載されることを利用し、ウォータジャケットの上壁下面を段差状に形成することとした。すなわち、段部によってボルトボス部軸線方向での肉厚を厚くできるので、その段部をボルトボス部に連続させて該ボルトボス部の剛性を高めることができる。また、エンジンが傾斜しているので、その傾斜に沿って冷却水中のエアーを傾斜上方側に流動させるようにすることで段部におけるエアー溜りは回避できる。
【０００９】
具体的には、本発明では、シリンダヘッド内のウォータジャケット上壁及び下壁を連続するヘッドボルト挿通用のボルトボス部が、各シリンダのボア中心を通るボア中心線を挟んで両側にシリンダ列方向に複数の対をなして設けられ、かつ出力軸が水平方向に対し所定角度だけ傾斜するように搭載されるエンジンのシリンダヘッド構造が前提である。
【００１０】
そして、上記各ボルトボス部の近傍に、該ボルトボス部に対し上記出力軸方向の傾斜上方側にあるウォータジャケット上壁下面が傾斜下方側のウォータジャケット上壁下面よりもボルトボス部の軸線方向に段差状に高くなるような段部を設ける。
【００１１】
請求項２の発明では、上記請求項１の発明において、ウォータジャケット上壁の上面が略平面である場合に、各段部においてボルトボス部に対し傾斜下方側にあるウォータジャケット上壁の肉厚を、傾斜上方側のウォータジャケット上壁の肉厚よりも厚くする。
【００１２】
請求項３の発明では、上記請求項２の発明において、各シリンダボア間でボア中心線の両側にボルトボス部が配置されており、上記ボア中心線を挟んだ一側でシリンダ列方向に隣接するボルトボス部に、該ボルトボス部間のシリンダに連通する２つのポートの壁部がそれぞれ連続されている一方、上記ボア中心線の他側でシリンダ列方向に隣接するボルトボス部のうち、各シリンダボア毎における傾斜下方側のボルトボス部に、上記シリンダに連通する少なくとも１つのポートの壁部が連続されている場合に、上記ボア中心線の他側で各シリンダボア毎における傾斜上方側にあるボルトボス部近傍の傾斜下方側にあるウォータジャケット上壁下面を、傾斜上方側にあるウォータジャケット上壁下面よりもボルトボス部の軸線方向に段差状に低く設定する。
【００１３】
請求項４の発明では、上記請求項１〜３の発明において、シリンダヘッド下面に対する各ボルトボス部近傍の傾斜下方側のウォータジャケット上壁下面の傾斜角度を、略エンジン出力軸の傾斜角度に一致させる。
【００１４】
請求項５の発明では、上記請求項１〜４の発明において、シリンダヘッドのウォータジャケット内の冷却水を、傾斜下方側から傾斜上方側に向かって流すように構成する。
【００１５】
請求項６の発明では、シリンダヘッド内のウォータジャケット上壁及び下壁を連続するヘッドボルト用のボルトボス部が、各シリンダのボア中心を通るボア中心線を挟んで両側にシリンダ列方向に複数の対をなして設けられたエンジンのシリンダヘッド構造を前提としている。
【００１６】
そして、上記シリンダのボア間で上記ボア中心線の両側にボルトボス部が配置されており、上記ボア中心線を挟んだ一側でシリンダ列方向に隣接するボルトボス部に、該ボルトボス間のシリンダに連通する２つのポートの壁部がそれぞれ連続されている一方、上記ボア中心線の他側で各シリンダボア毎におけるシリンダ列方向に隣接するボルトボス部の一方が、上記シリンダに連通する少なくとも１つのポートの壁部の連続されたポート連続ボス部とされている場合に、上記ボア中心線の他側にあるボルトボス部の他方のボルトボス部近傍でかつ上記ポート連続ボス部側のウォータジャケット上壁の肉厚を、該ポート連続ボス部側と反対側のウォータジャケット上壁の肉厚よりも厚くする。
【００１７】
請求項７の発明では、上記請求項６の発明において、シリンダヘッド内のウォータジャケットの各シリンダボア周りの下壁上面に、ボア中心線の他側にあるボルトボス部のポート連続ボス部側からボア中心側に向かって延びる帯状の厚肉部を設ける。
【００１８】
請求項８の発明では、上記請求項６の発明において、エンジンが２つの吸気ポートと、１つの排気ポートと、１つの副燃焼室とをシリンダ毎に有してなるものであり、上記各吸気ポートの上流端がシリンダヘッドの一側面に開口されている一方、下流端がシリンダヘッド下面にシリンダ列方向に並ぶように開口されており、上記排気ポートの下流端がシリンダヘッドの他側面に開口されている一方、上流端がシリンダヘッド下面に、上記副燃焼室とシリンダ列方向と直交する方向に並ぶように配設されて開口されている場合に、上記排気ポートの上流端開口と該排気ポートに隣接する両吸気ポートの下流端開口との間のウォータジャケット下壁内に、各々、一端がシリンダブロック内のウォータジャケットに連通する一方、他端がシリンダヘッド内のウォータジャケットに連通する１対の冷却水通路を、上記排気ポート下流端開口側のシリンダヘッド側面からシリンダボア中心部分で交差するようにクロスドリル加工によりシリンダ列方向に並ぶように設ける。その上で、上記各吸気ポートの下流端開口の排気ポートの上流端開口との間の距離を、副燃焼室との間よりも短くする。
【００１９】
請求項９の発明では、上記請求項３又は６の発明において、各シリンダボア毎における少なくとも１つのポートのシリンダボア開口部から、ボア中心線を挟んだ他側の少なくとも各ボルトボス部を結ぶ線上の部位までの区間において、ウォータジャケット上壁と上記少なくとも１つのポートの壁部上部との間に、ウォータジャケット用空間を形成する。
【００２０】
請求項１０の発明では、上記請求項９の発明において、各シリンダボア毎における少なくとも１つのポートが排気ポートである一方、２つのポートが吸気ポートである場合に、上記各ポートのシリンダボア開口部から、該各ポートの他方の開口部が接続するウォータジャケットの側壁までの区間において、上記吸気ポート側では該吸気ポートの壁部上部とウォータジャケット上壁とを連続させる一方、上記排気ポート側では該排気ポートの壁部上部とウォータジャケット上壁とを非連続とする。
【００２１】
【作用】
上記の構成により、請求項１の発明では、例えばウォータジャケット上壁自体の肉厚が一定であっても、各ボルトボス部近傍の段部ではウォータジャケット上壁が裾曲ないし屈曲していることでその部分のボルトボス部軸線方向における肉厚は厚くなっており、その分だけ上記ボルトボス部の剛性は高まる。また、厚肉であるのは上記段部のみであってウォータジャケット上壁全体の厚肉化は不要であるので、シリンダブロック鋳造時における巣の発生は回避できる。一方、エンジンの傾斜搭載に伴い、上記ウォータジャケットの上壁下面が傾斜するので、冷却水中のエアーはその傾斜沿いに上記各段部を潜り抜けて上方側に流れるようになる。したがって、上記段部でのエアー溜りは回避される。
【００２２】
請求項２の発明では、上記ウォータジャケット上壁の上面が略平面であることから、段部における傾斜下方側の上壁肉厚が、傾斜上方側の上壁肉厚よりも厚くなる。したがって、この場合には、ボルトボス部近傍における傾斜下方側の上壁部分により該ボルトボス部の剛性が高められる。
【００２３】
請求項３の発明では、各シリンダボア周りの４つのボルトボス部についてみると、ボア中心線を挟んだ一側でシリンダ列方向に隣接するボルトボス部では、該ボルトボス部間のシリンダにおける２つのポートの壁部が連続される。これに、両隣りのシリンダの各ポートの壁部を加え、上記各ボルトボス部には、その傾斜下方側及び傾斜上方側の両側に２つのポート（例えば吸気ポート）の壁部がそれぞれ連続されているので十分な剛性が得られる。一方、他側のボルトボス部では、傾斜下方側にあるボルトボス部の傾斜上流側にポート（例えば排気ポート）の壁部が連続されているので、そのポート連続側（傾斜上流側）では十分な剛性が得られる。そして、上記他側の傾斜上方側にあるボルトボス部の傾斜下方側では、ポート壁部の連続されていないポート非連続側となっているが、そのポート非連続側のウォータジャケット上壁の肉厚が厚いことから、十分な剛性が得られる。よって、上記ボルトボス部の傾斜上方側にのみポートの壁部が連続されていてその傾斜下方側にはポートの壁部は連続されていない場合でも、該ボルトボス部の剛性は高められる。
【００２４】
請求項４の発明では、上記エンジンが車両に搭載された状態において、ウォータジャケット上壁の段部以外の下面は略水平になる。よって、エア溜りの発生が具体的に回避される。
【００２５】
請求項５の発明では、上記ウォータジャケット内の冷却水は、傾斜下方側から傾斜上方側に向かって流れる。その際に、冷却水中のエアーは該冷却水の流れにより傾斜上方側に向けて押し流される。よって、段部におけるエア溜りの発生は効果的に回避される。
【００２６】
請求項６の発明では、各シリンダボア周りの４つのボルトボス部についてみると、ボア中心線を挟んだ一側でシリンダ列方向に隣接するボルトボス部では、該ボルトボス部間のシリンダにおける２つのポートの壁部が連続される。これに、両隣りのシリンダの各ポートの壁部を加え、上記各ボルトボス部には、そのシリンダ列方向の両側に２つのポート（例えば吸気ポート）の壁部がそれぞれ連続されているので十分な剛性が得られる。一方、他側のボルトボス部では、シリンダ列方向の一方のポート連続ボス部のシリンダ列方向片側には１つのポート（例えば排気ポート）の壁部が連続されているので、そのポート連続側では十分な剛性が得られる。そして、上記他側でのシリンダ列方向の他方のボルトボス部近傍における上記ポート連続ボス部側では、ポート壁部の連続されていないポート非連続側となっているが、その部分（ポート非連続側）のウォータジャケット上壁の肉厚が該ポート連続ボス部側と反対側（ポート連続側）のウォータジャケット上壁の肉厚よりも厚いことから、十分な剛性が得られるようになる。よって、上記ボルトボス部のシリンダ列方向の片側にのみポートの壁部が連続されていてその反対側にはポートの壁部は連続されていない場合でも、該ボルトボス部の剛性は高められる。
【００２７】
請求項７の発明では、上記ボア中心線を挟んで他側にあるボルトボス部の剛性は、該ボルトボス部のポート非連続側にあるウォータジャケットの下壁上面の厚肉部によっても高められる。
【００２８】
請求項８の発明では、上記シリンダヘッドの下面において、吸気ポートの下流端開口の排気ポートの上流端開口との間の距離が副燃焼室との間よりも短い分だけ、上記吸気ポートの下流端開口をシリンダボアの中心に近付けて該開口を大きくとることができるようになる。その際に、冷却水通路内を流れる冷却水により、上記排気ポートから吸気ポートへの高熱の伝達は抑えられる。よって、上記吸気ポートによるシリンダ内への吸気充填効率は高くなる。
【００２９】
請求項９の発明では、上記各シリンダボア毎において、少なくとも１つのポートのシリンダボア開口部から、ボア中心線を挟んだ他側の少なくとも各ボルトボス部を結ぶ線上の部位までの区間において、ウォータジャケット上壁と上記少なくとも１つのポートの壁部上部との間にウォータジャケット用空間が形成されているので、上記ボア中心線を挟んで他側にあるボルトボス部の近傍において、該ボルトボス部の傾斜下方側にあるウォータジャケット上壁下面を傾斜上方側（少なくとも１つのポートの壁部の連続されている側）にあるウォータジャケット上壁下面よりも低くすること、又は該ボルトボス部のポート連続ボス部側のウォータジャケット上壁の肉厚を該ポート連続ボス部側と反対側（少なくとも１つのポートの壁部の連続されている側）のウォータジャケット上壁の肉厚よりも厚くすることは容易に行われる。
【００３０】
請求項１０の発明では、上記各ポートのシリンダボア開口部から、該各ポートの他方の開口部が接続するウォータジャケットの側壁までの区間において、上記吸気ポート側では該吸気ポートの壁部上部とウォータジャケット上壁とは連続されており、このことで該吸気ポート側の各ボルトボス部の剛性が高められている。一方、上記排気ポート側では該排気ポートの壁部上部とウォータジャケット上壁とは非連続であって、この両者間に上記ウォータジャケット用空間が形成されている。よって、排気ポート側の各ボルトボス部近傍における該ボルトボス部の剛性アップ対策が具体的に行える。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明の実施例に係るエンジンのシリンダヘッド構造を図面に基づいて説明する。上記エンジンは車両に縦置きに搭載される直列４気筒のディーゼルエンジンであり、図１に概略的に示すように、エンジン１、トランスミッション２、プロペラシャフト３が水平方向に対し所定角度θ（例えばθ＝５°）だけ下方に傾斜するように搭載される。尚、同図において、４は車両の前輪、５は車両の後輪であって、それぞれ１つずつ図示している。また、上記エンジン１は、シリンダブロック１ａと、このシリンダブロック１ａの上側に接合されたシリンダヘッド１ｂと、上記シリンダブロック１ａの下側に接合されたオイルパン１ｃとを備えている。
【００３２】
上記シリンダヘッド１ｂ内には、図２に示すように。各シリンダボア６毎に２つの吸気ポート７，７と、１つの排気ポート８と、１つの副燃焼室９とがそれぞれ設けられており、該シリンダヘッド１ｂの下面には、図３に示すように、上記各吸気ポート７の下流端開口７ａがシリンダ列方向に並ぶように設けられている一方、該シリンダ列方向と直交する方向に排気ポート８の上流端開口８ａ及び副燃焼室９の開口９ａが各シリンダボア６毎に設けられている。そして、各シリンダボア６毎にみると、上記各吸気ポート７は、下流端開口７ａの位置から副燃焼室９の側に向かって延びるように配置されていて、シリンダヘッド１ｂの一側面（図２の下側面）に上流端開口７ｂが設けられている。一方、上記排気ポート８は、上流端開口８ａの位置から上記副燃焼室９と反対側に向かって延びるように配置されていて、シリンダヘッド１ｂの他側面（図２の上側面）に下流端開口８ｂが設けられている。
【００３３】
また、上記シリンダヘッド１ｂ内には、図２及び図３に示すように、ウォータジャケット１０が形成されており、その上壁１１及び下壁１２を連続するヘッドボルト挿通用のボルトボス部１３ａ，１３ｂ，１３ｃが、各シリンダのボア中心を通るボア中心線Ｌを挟んでシリンダ列方向に９つの対をなして設けられている。すなわち、各シリンダボア６，６間に配置された３対のボルトボス部１３ａ，１３ａ，…、シリンダ列方向の両端に配置された２対のボルトボス部１３ｂ，１３ｂ，…、及び各シリンダボア６の中心を挟む位置に配置された４対のボルトボス部１３ｃ，１３ｃ，…である。尚、図２及び図３は、エンジン１が傾斜搭載された状態でその傾斜下方側となる部分を示している。
【００３４】
上記各シリンダボア６，６間に配置された３対のボルトボス部１３ａ，１３ａ…のうち、ボア中心線Ｌを挟んで一側（図２の下側）、つまり吸気ポート７側のボルトボス部１３ａ，１３ａ，…にはその傾斜下方側（同図の左側）及び傾斜上方側（同図の右側）の両側に各吸気ポート７の壁部がそれぞれ連続されている。一方、上記ボア中心線Ｌの他側（同図の上側）である排気ポート８側のボルトボス部１３ａ，１３ａ，…には、傾斜上方側にのみ排気ポート８の壁部が連続されている。
【００３５】
その際に、図示は省略するが、上記各吸気ポート７の下流端開口７ａ及び上流端開口７ｂ間の区間において、該各吸気ポート７の壁部上部とウォータジャケット上壁１１とは連続されている。一方、上記各排気ポート８の上流端開口８ａ及び下流端開口８ｂ間の区間において、該各排気ポート８の壁部上部とウォータジャケット上壁１１とは非連続になされていて、これら両者間にはウォータジャケット用の空間が形成確保されている。
【００３６】
また、上記ウォータジャケット１０の下壁１２には多数の冷却水導入口１５，１５，…が設けられており、これら冷却水導入口１５，１５，…を経由してシリンダヘッド１ｂ側のウォータジャケット１０内に導入された冷却水は、傾斜下方側から傾斜上方側に向かって流れるようになされている。
【００３７】
そして、本発明の特徴として、上記各シリンダボア９，９間にそれぞれ対をなして配置されているボルトボス部１３ａ，１３，…のうち、排気ポート８側にある各ボルトボス部１３ａの近傍に、該ボルトボス部１３ａに対し傾斜上方側にあるウォータジャケット上壁１１下面を傾斜下方側のウォータジャケット上壁１１下面よりもボルトボス部１３ａの軸線方向（図４に一点鎖線で示す方向）に段差状に高くした段部１４が設けられている。
【００３８】
具体的には、図４に示すように、ウォータジャケット上壁１１の上面は略平面とされていて、各段部１４においてボルトボス部１３ａに対し傾斜下方側にあるウォータジャケット上壁１１の肉厚ｔ１は、上記ウォータジャケット用空間の上方に位置する傾斜上方側のウォータジャケット上壁１１の肉厚ｔ２よりも厚く（ｔ１＞ｔ２）されている。換言すると、各シリンダボア６毎にみた場合に、排気ポート８側においてシリンダ列方向に隣接するボルトボス部１３ａ，１３ａのうち、傾斜下方側のボルトボス部１３ａは、上記シリンダに連通する排気ポート８の壁部が連続されたポート連続ボス部とされていて、このポート連続ボス部の傾斜上方側にあるボルトボス部１３ａの近傍でかつ上記ポート連続ボス部側（傾斜下方側）のウォータジャケット上壁１１の肉厚ｔ１が、該ポート連続ボス部と反対側（傾斜上方側）のウォータジャケット上壁１１の肉厚ｔ２よりも厚くされている。その際に、上記シリンダヘッド１ｂ下面に対するウォータジャケット上壁１１下面の段部１４以外における傾斜角度αは、略エンジン出力軸の傾斜角度θに一致（α＝θ）している。
【００３９】
また、上記ウォータジャケット１０の各シリンダボア６周りの下壁１１上面には、排気ポート８側にあるボルトボス部１３ａ近傍の傾斜下方側（ポート連続ボス部側）からボア中心側に向かって延びる帯状の厚肉部１６が設けられている
具体的には、上記ボルトボス部１３ａからボア中心側に亘り、後述するクロスドリル加工による断面円形状の冷却水通路１５が設けられていて、この冷却水通路１５の上半部を覆う状態に上記厚肉部１６は形成されている。
【００４０】
さらに、各シリンダにおける上記排気ポート８の上流端開口８ａと該排気ポート８に隣接する各吸気ポート７の下流端開口７ａとの間のウォータジャケット下壁１２内に、各々、一端がシリンダブロック１ａ内のウォータジャケットに連通する一方、他端がシリンダヘッド１ｂ内のウォータジャケット１０に連通する１対の冷却水通路１７，１７が、上記排気ポート下流端開口８ｂ側のシリンダヘッド１ｂ側面からシリンダボア中心部分で略直角に交差するようにクロスドリル加工により設けられており、上記各吸気ポート７の下流端開口７ａの排気ポート８の上流端開口８ａ間の距離は、副燃焼室９の開口９ａとの間よりも短くされている。
【００４１】
具体的には、上記１対の冷却水通路１７，１７は、各シリンダボア６毎に、シリンダヘッド１ｂの排気ポート８側の壁面から隣接するシリンダボア６との間に位置する２箇所のボルトボス部１３ａ，１３ａを通って下壁１２内をボア中心側に向かって１対のドリルで穿設することにより形成されている。そして、各冷却水通路１７の先端は、ボア中心部分に位置する１つの開口１６において交差しかつウォータジャケット１０内に連通している。
【００４２】
また、上記各冷却水通路１７には、上記ボルトボス部１３ａから少しだけボア中心側に寄った位置で、シリンダヘッド１ｂ下面から該冷却水通路１７に向かって斜め上方に穿設されてなる冷却水導入路１９が連通しており、これら冷却水導入路１９及び冷却水通路１７によってもシリンダブロック１ａ側のウォータジャケットからシリンダヘッド１ｂ側のウォータジャケット１０内に冷却水が導入されるようになっている。尚、上記クロスドリルのシリンダヘッド１ｂ壁面における開口は図外のプラグにて密栓されており、また上記ボルトボス部１３ａのボルト孔も水密処理が行われている。
【００４３】
したがって、本実施例によれば、シリンダヘッド１ｂ内のウォータジャケット１０上壁１１の各ボルトボス部１３ａ近傍において、段部１４における傾斜下方側の上壁肉厚ｔ１を、傾斜上方側の上壁肉厚ｔ２よりも厚くしているので、上記傾斜下方側の上壁１１部分により該ボルトボス部１３ａの剛性を高めることができる。その際に、厚肉であるのは段部１４の傾斜下方側の上壁１１の部分のみであって全体の厚肉化は不要であるので、シリンダブロック鋳造時における巣の発生は回避することができる。
【００４４】
また、上記エンジンの傾斜搭載に伴い、上記ウォータジャケット上壁１１の下面が傾斜するので、冷却水中のエアーをその傾斜沿いに上記各段部１４を潜り抜けさせて上方側に流すことができ、よって、上記段部１４でのエアー溜りを回避することができる。
【００４５】
さらに、上記ウォータジャケット１０の下壁１２の上面に設けた肉厚部１６により、上記ボルトボス部１３ａの傾斜下方側の剛性をウォータジャケット下壁１２においても高めることができる。
【００４６】
また、上記シリンダヘッド１ｂの下面において、各吸気ポート７の下流端開口７ａの排気ポート８の上流端開口８ａ間の距離を副燃焼室９の開口９ａ間よりも短くしている分だけ、上記各吸気ポート７び下流端開口７ａをシリンダボア６の中心に近付けて該開口７ａを大きくとることができるようにし、その際に、各冷却水通路１７内を流れる冷却水により、上記排気ポート８から吸気ポート７への高熱の伝達を抑えることができるようにしているので、上記吸気ポート７によるシリンダ内への吸気充填効率を高めることができる。
【００４７】
尚、上記実施例では、ウォータジャケット１０の上壁１１の上面を平面としているが、図６に誇張して示すように、下面と同じ段付状としてもよい。その場合には、段部１４が裾曲ないし屈曲している分だけその部分の上壁肉厚が厚くなってボルトボス部１３ａの剛性を高めることができる。また、この場合においても、厚肉であるのは段部１４のみであって全体の厚肉化は不要であるので、シリンダブロック鋳造時における巣の発生は回避することができる。
【００４８】
また、上記実施例では、各シリンダ毎に排気ポート８が１つの場合について説明したが、ボルトボス部１３ａの剛性を高めるためには、図７に示すように、各シリンダ毎に２つの排気ポート８，８を有する場合にも適用することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、シリンダヘッド内のウォータジャケット上壁及び下壁を連続するヘッドボルト部が、ボア中心線を挟んで両側にシリンダ列方向に複数の対をなして設けられ、かつ出力軸が水平方向に対し所定角度だけ傾斜するように搭載されるエンジンのシリンダヘッド構造において、上記各ボルトボス部の近傍に、傾斜上方側のウォータジャケット上壁下面が傾斜下方側のウォータジャケット上壁下面よりもボルトボス部の軸線方向に段差状に高くなる段部を設け、その段部においてボルトボス部軸線方向の上壁肉厚を厚くできるようにしたので、厚肉にした分だけ上記ボルトボス部の剛性を高めることができる一方、該段部以外の上壁部分の厚肉化は不要であることからシリンダブロック鋳造時の巣の発生を回避することができる。また、エンジンの傾斜搭載に伴ってウォータジャケットの上壁下面が傾斜することから、冷却水中のエアーをその傾斜沿いに各段部を潜り抜けさせて傾斜上方側に流動させることができるので、上記段部でのエアー溜りを回避することができる。
【００５０】
請求項２の発明によれば、上記ウォータジャケット上壁の上面が略平面である場合に、上記各段部の傾斜下方側のウォータジャケット上壁の肉厚を、傾斜上方側のウォータジャケット上壁の肉厚よりも厚くしたので、その傾斜下方側のウォータジャケット上壁部分によりボルトボス部の剛性を高めることができる。
【００５１】
請求項３の発明によれば、上記シリンダヘッドのシリンダボア間にボルトボス部が対をなして配置されており、各シリンダボア周りにおいて、ボア中心線を挟んだ一側でシリンダ列方向に隣接するボルトボス部に２つのポートの壁部がそれぞれ連続されている一方、上記ボア中心線の他側でシリンダ列方向に隣接するボルトボス部のうち、傾斜下方側のボルトボス部に１つのポートの壁部が連続されている場合に、上記ボア中心線の他側で傾斜上方側にあるボルトボス部近傍に段部を設けるようにしたので、上記傾斜上方側にのみポートの壁部が連続されていてその傾斜下方側にはポートの壁部の連続されていないボルトボス部に対し、その剛性を傾斜下方側において高めることができる。
【００５２】
請求項４の発明によれば、上記シリンダヘッド下面に対するウォータジャケット上壁下面の段部以外における傾斜角度を、略エンジン出力軸の傾斜角度に一致させたので、上記段部におけるエアー溜りの発生を具体的に回避することができる。
【００５３】
請求項５の発明によれば、上記ウォータジャケット内の冷却水を、傾斜下方側から傾斜上方側に向けて流すようにしたので、この冷却水の流れによってエアーを傾斜上方側に向けて押し流すことができ、よって、段部におけるエア溜りの発生を効果的に回避することができる。
【００５４】
請求項６の発明によれば、シリンダヘッド内のウォータジャケット上壁及び下壁を連続するヘッドボルトボス部が、ボア中心線を挟んで両側にシリンダ列方向に複数の対をなして設けられたエンジンのシリンダヘッド構造において、上記シリンダヘッドのシリンダボア間にボルトボス部が対をなして配置されており、各シリンダボア周りにおいて、ボア中心線を挟んだ一側でシリンダ列方向に隣接するボルトボス部に２つのポートの壁部がそれぞれ連続されている一方、上記ボア中心線の他側でシリンダ列方向に隣接するボルトボス部の一方が１つのポートの壁部の連続されたポート連続ボス部となっている場合に、上記ボア中心線の他側にある他方のボルトボス部近傍において、上記ポート連続ボス部側のウォータジャケット上壁の肉厚をその反対側のウォータジャケット上壁の肉厚よりも厚くしたので、上記シリンダ列方向の片側にのみポートの壁部が連続されていてその反対側にはポートの壁部の連続されていないボルトボス部の剛性を、ポート連続ボス部側と反対側のポート非連続側において高めることができる。
【００５５】
請求項７の発明によれば、上記ウォータジャケットの各シリンダボア周りの下壁上面に、ボア中心線の他側にあるボルトボス部のポート連続ボス部側からボア中心側に向かって延びる帯状の厚肉部を設けるようにしたので、上記ボルトボス部の剛性をポート連続ボス部側のウォータジャケット下壁においても高めることができる。
【００５６】
請求項８の発明によれば、上記シリンダヘッドの下面に２つの吸気ポートの下流端開口がシリンダ列方向に並ぶように、また１つの排気ポートの上流端開口と副燃焼室とがシリンダ列方向と直交する方向に並ぶようにそれぞれ各シリンダ毎に設けられてなるエンジンにおいて、各シリンダ毎に、上記各吸気ポートの下流端開口の排気ポートの上流端開口との間の距離を副燃焼室との間よりも短くすることで、吸気ポートの下流端開口をボア中心側に近付けて該開口を大きくできるようにし、その際に、上記排気ポートの上流端開口と両吸気ポートの下流端開口との間のウォータジャケット下壁内に、クロスドリル加工により、各々、一端がシリンダブロック内のウォータジャケットに連通する一方、他端がシリンダボア中心で交差してシリンダヘッド内のウォータジャケットに連通する１対の冷却水通路を設け、各冷却水通路内の冷却水により、上記排気ポートから各吸気ポートへの高熱の伝達を抑えることができるようにしたので、上記吸気ポートによるシリンダへの吸気充填効率を効果的に高めることができる。
【００５７】
請求項９の発明によれば、上記少なくとも１つのポートのシリンダボア開口部から、ボア中心線を挟んだ他側の少なくとも各ボルトボス部を結ぶ線上の部位までの区間において、ウォータジャケット上壁と上記少なくとも１つのポートの壁部上部との間にウォータジャケット用空間を形成するようにしたので、ボルトボス部の傾斜下方側にあるウォータジャケット上壁下面を傾斜上方側にあるウォータジャケット上壁下面よりも低くすることや、該ボルトボス部のポート連続ボス部側のウォータジャケット上壁の肉厚を該ポート連続ボス部側と反対側のウォータジャケット上壁の肉厚よりも厚くすることを容易に行うことができる。
【００５８】
請求項１０の発明によれば、上記各シリンダボア毎における少なくとも１つのポートが排気ポートである一方、２つのポートが吸気ポートである場合に、上記各ポートのシリンダボア開口部から、該各ポートの他方の開口部が接続するウォータジャケットの側壁までの区間において、上記吸気ポート側では該吸気ポートの壁部上部とウォータジャケット上壁とを連続させる一方、上記排気ポート側では該排気ポートの壁部上部とウォータジャケット上壁とを非連続としたので、排気ポート側の各ボルトボス部について、上記請求項３及び６の発明による該ボルトボス部の剛性アップ効果を具体的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るディーゼルエンジンのシリンダヘッド構造を搭載状態と併せて示す概略図である。
【図２】シリンダヘッドを示す平断面図である。
【図３】シリンダヘッドを示す底面図である。
【図４】図２のIV−IV線断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】本発明の他の実施例に係るディーゼルエンジンのシリンダヘッド構造の要部のみを模式的に示す縱断面図である。
【図７】本発明のその他の実施例に係るディーゼルエンジンのシリンダヘッド構造の要部を示す図２相当図である。
【符号の説明】
１  ディーゼルエンジン（エンジン）
４  シリンダヘッド
６  シリンダボア
７  吸気ポート（ポート）
７ａ  下流端開口（シリンダボア開口部）
７ｂ  上流端開口（他方開口部）
８  排気ポート（ポート）
８ａ  上流端開口
７ｂ  下流端開口（他方開口部）
９  副燃焼室
９ａ  開口
１０  ウォータジャケット
１１  上壁
１２  下壁
１３ａ  ボルトボス部
１４  段部
１６  厚肉部
１７  冷却水通路
Ｌ  ボア中心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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