(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッド（１０）に、該シリンダヘッド（１０）の下面に臨んで開口する複数の燃焼室形成用凹部（１１）の上方で気筒配列方向に沿って延びる第１冷却媒体通路（２３）と、前記各燃焼室用凹部（１１）を囲んでシリンダヘッド（１０）の下面に開口する第２冷却媒体通路（２４）と、各気筒間で第１および第２冷却媒体通路（２３，２４）間を結ぶ第３冷却媒体通路（２５1 ，２５2 ）とが設けられ、第１および第２冷却媒体通路（２３，２４）がシリンダヘッド（１０）の鋳造成形時に中子により形成されるとともに第３冷却媒体通路（２５1 ，２５2 ）が鋳造成形後に第２冷却媒体通路（２４）側からの機械加工により形成される、金型鋳造製シリンダヘッドの冷却構造において、下方に向かうにつれて幅を狭める略三角形の横断面形状を有するように形成される前記第１冷却媒体通路（２３）の両側内面が、第１冷却媒体通路（２３）の長手方向に沿って延びる円弧状の凸条（２８）と、第１冷却媒体通路（２３）の長手方向に沿って延びる円弧状の凹溝（２９）とが交互に連なるようにして波形に形成され、各気筒間に対応する部分で第２冷却媒体通路（２４）には、シリンダヘッド（１０）の下面からの高さを第２冷却媒体通路（２４）の他の部分よりも大とした凹部（２４ａ）が設けられ、該凹部（２４ａ）に下端を開口させた第３冷却媒体通路（２５1 ，２５2 ）の上端が第１冷却媒体通路（２３）の両側内面に開口されることを特徴とする金属鋳造製シリンダヘッドの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミダイキャスト等の金型鋳造製シリンダヘッドの冷却構造に関し、特に、複数の燃焼室形成用凹部の上方で気筒配列方向に沿って延びる第１冷却媒体通路と、各燃焼室用凹部を囲んでシリンダヘッドの下面に開口する第２冷却媒体通路と、各気筒間で第１および第２冷却媒体通路間を結ぶ第３冷却媒体通路とがシリンダヘッドに設けられ、第１および第２冷却媒体通路が中子により形成され、第３冷却媒体通路が機械加工により形成されるようにした、金型鋳造製シリンダヘッドの冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる冷却構造は、たとえば実公平１−１８８８１４号公報等により既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
第１および第２冷却媒体通路間を結ぶ第３冷却媒体通路を第２冷却媒体通路側からの機械加工により形成する際に、第３冷却媒体通路の第１冷却媒体通路側の端部にバリが生じることが避けられず、第１冷却媒体通路からバリを取除くことが必要であるが、上記従来のものでは、第１冷却媒体通路が滑らかな円形の横断面形状の外面を有する中子で形成されていることから、第３冷却媒体通路の第１冷却媒体通路側の開口端で環状に連なったバリが生じ易く、第１冷却媒体通路からのバリの除去が難しいものとなっていた。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、第３冷却媒体通路の機械加工による形成に伴って生じるバリの第１冷却媒体通路からの除去を容易とした上で、冷却効率の向上を図った金型鋳造製シリンダヘッドの冷却構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、シリンダヘッドに、該シリンダヘッドの下面に臨んで開口する複数の燃焼室形成用凹部の上方で気筒配列方向に沿って延びる第１冷却媒体通路と、前記各燃焼室用凹部を囲んでシリンダヘッドの下面に開口する第２冷却媒体通路と、各気筒間で第１および第２冷却媒体通路間を結ぶ第３冷却媒体通路とが設けられ、第１および第２冷却媒体通路がシリンダヘッドの鋳造成形時に中子により形成されるとともに第３冷却媒体通路が鋳造成形後に第２冷却媒体通路側からの機械加工により形成される、金型鋳造製シリンダヘッドの冷却構造において、下方に向かうにつれて幅を狭める略三角形の横断面形状を有するように形成される前記第１冷却媒体通路の両側内面が、第１冷却媒体通路の長手方向に沿って延びる円弧状の凸条と、第１冷却媒体通路の長手方向に沿って延びる円弧状の凹溝とが交互に連なるようにして波形に形成され、各気筒間に対応する部分で第２冷却媒体通路には、シリンダヘッドの下面からの高さを第２冷却媒体通路の他の部分よりも大とした凹部が設けられ、該凹部に下端を開口させた第３冷却媒体通路の上端が第１冷却媒体通路の両側内面に開口されることを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、第３冷却媒体通路の第１冷却媒体通路への開口端で波形の横断面形状を有するように第１冷却媒体通路の内面が形成されるので、第３冷却媒体通路の第１冷却媒体通路への開口端では、第３冷却媒体通路を形成するための穿孔工具の進行方向に直角な平面で前記開口端が周方向に不連続となり、穿孔工具による機械加工で生じるバリが、環状に連なることはなく、バラバラに分かれて比較的小さくなる。したがってバリを第１冷却媒体通路からだけでなく、第３冷却媒体通路を経て第２冷却媒体通路側からも除去することが可能となり、エアーブロー等により比較的小さくなったバリを容易に除去することが可能となる。しかも第１冷却媒体通路の両側内面が波形であることにより、第１冷却媒体通路を流通する冷却水等の冷却媒体とシリンダヘッドの接触面積を比較的大きくすることが可能であり、冷却効率の向上を図ることが可能となる。
【０００７】
また各気筒間に対応する部分で第２冷却媒体通路には、シリンダヘッドの下面からの高さを第２冷却媒体通路の他の部分よりも大とした凹部が設けられ、第３冷却媒体通路の下端が前記凹部に開口されることにより、第１および第２冷却媒体通路間を結ぶ第３冷却媒体通路を比較的短くし、第３冷却媒体通路の機械加工に要する時間を短縮することが可能であり、しかもシリンダヘッドの下面に開口した第２冷却媒体通路は第３冷却媒体通路に対応した部分のみが深くなっているのであり、他の部分で第２冷却媒体通路の深さが比較的浅くなっていることによってシリンダヘッドおよびシリンダブロックの締付剛性の低下を防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【０００９】
図１ないし図７は本発明の一実施例を示すものであり、図１はシリンダヘッドの縦断面図であって図２の１−１線断面図、図２は図１の２矢視底面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図３の４−４線に沿うシリンダヘッドの横断面図、図５は図４の５−５線断面図、図６は図２の６矢視部拡大図、図７は図６の７−７線断面図である。
【００１０】
先ず図１および図２において、このシリンダヘッド１０は、たとえばアルミダイキャスト等の金型鋳造により４気筒内燃機関用として形成されるものであり、該シリンダヘッド１０には、各気筒にそれぞれ対応した燃焼室を形成するための４つの燃焼室形成用凹部１１…がシリンダヘッド１０の下面に開口するようにして設けられる。またシリンダヘッド１０には、各燃焼室形成用凹部１１…にそれぞれ１つずつ対応する吸気ポート１２…と、各燃焼室形成用凹部１１…にそれぞれ１つずつ対応する排気ポート１３…とが設けられており、各気筒の配列方向と直交する方向すなわちシリンダヘッド１０の幅方向に沿う一方側の第１側面１０ａに各吸気ポート１２…がそれぞれ開口され、前記幅方向に沿う他方側であるシリンダヘッド１０の第２側面１０ｂに各排気ポート１３…がそれぞれ開口される。
【００１１】
またシリンダヘッド１０には、各吸気ポート１２…と各燃焼室形成用凹部１１…との間を結ぶ一対ずつの吸気路１４…と、各排気ポート１３…と各燃焼室形成用凹部１１…との間を結ぶ一対ずつの排気路１５…とが設けられ、各吸気路１４…の燃焼室形成用凹部１１…への開口端には吸気弁用弁座部材１６…が、各排気路１５…の燃焼室形成用凹部１１…への開口端には排気弁用弁座部材１７…がそれぞれ設けられる。
【００１２】
さらにシリンダヘッド１０には、各燃焼室形成用凹部１１…に図示しない点火プラグの先端を突入せしめるべく該点火プラグを装着するための複数のプラグ装着孔１８…と、各吸気弁用弁座部材１６…に着座可能な吸気弁（図示せず）を案内するためのガイド筒１９…を圧入せしめるべく各気筒毎に２つずつ配置される圧入孔２０…と、各排気弁用弁座部材１７…に着座可能な排気弁（図示せず）を案内するためのガイド筒２１…を圧入せしめるべく各気筒毎に２つずつ配置される圧入孔２２…とが設けられ、これらの孔１８…，２０…，２２…は、シリンダヘッド１０の金型鋳造後の機械加工により穿孔される。
【００１３】
図３、図４および図５を併せて参照して、シリンダヘッド１０には、冷却水等の冷却媒体を流通せしめるために、第１冷却媒体通路２３と、シリンダヘッド１０の下面に開口する第２冷却媒体通路２４と、第１および第２冷却媒体通路２３，２４間を結ぶ複数の第３冷却媒体通路２５１  …，２５２  …とが設けられ、第１および第２冷却媒体通路２３，２４がシリンダヘッド１０の鋳造成形時に中子により形成されるものであるのに対し、第３冷却媒体通路２５１  …，２５２  …は、シリンダヘッド１０の鋳造成形後に第２冷却媒体通路２４側からの機械加工により形成される。
【００１４】
第１冷却媒体通路２３は、シリンダヘッド１０の幅方向中央部における各燃焼室形成用凹部１１…の上方で各気筒の配列方向に沿って延びるように形成されるものであり、気筒配列方向に沿うシリンダヘッド１０の一端側で第１冷却媒体通路２３の一端は開放され、気筒配列方向に沿うシリンダヘッド１０の他端側で第１冷却媒体通路２３の他端は閉じられる。而してシリンダヘッド１０には、第１冷却媒体通路２３の一端を閉鎖する蓋部材（図示せず）が締結される。なお、第１冷却媒体通路２３は、シリンダヘッド１０の鋳造成形時に中子をシリンダヘッド１０の気筒配列方向に沿う一端側に抜くことにより形成されるものであり、抜き勾配を有するように形成されている。
【００１５】
第２冷却媒体通路２４は、各燃焼室形成用凹部１１…をそれぞれ囲むようにしてシリンダヘッド１０の下面に無端状に形成されるものであり、各気筒間に対応する部分に一対ずつ配置される複数の凹部２４ａ…が、シリンダヘッド１０の下面からの高さを第２冷却媒体通路２４の他の部分よりも大として、第２冷却媒体通路２４に設けられる。また気筒配列方向に沿うシリンダヘッド１０の一端側で第１および第２冷却媒体通路２３，２４間を結ぶ連通路２６と、気筒配列方向に沿うシリンダヘッド１０の他端側で第１および第２冷却媒体通路２３，２４間を結ぶ連通路２７とが、上下方向に延びてシリンダヘッド１０に設けられるものであり、第２冷却媒体通路２４を形成する中子に、前記各連通路２６，２７を形成するピン状の部分が一体に設けられる。すなわち両連通路２６，２７も、シリンダヘッド１０の鋳造成形時に中子により形成される。
【００１６】
各気筒の中心を結ぶ中心線に関してシリンダヘッド１０の第１側面１０ａ側に配置されている凹部２４ａ…に下端をそれぞれ開口させるとともに上端を第１冷却媒体通路２３に開口させる第３冷却媒体通路２５１  …が、上方に向うにつれて前記中心線側に近づくように傾斜してシリンダヘッド１０に設けられ、また前記中心線に関してシリンダヘッド１０の第２側面１０ｂ側に配置されている凹部２４ａ…に下端をそれぞれ開口させるとともに上端を第１冷却媒体通路２３に開口させる第３冷却媒体通路２５２  …が、上方に向うにつれて前記中心線側に近づくように傾斜してシリンダヘッド１０に設けられる。これらの第３冷却媒体通路２５１  …，２５２  …は、図６で示すように、シリンダヘッド１０の鋳造成形後に穿孔工具３０により穿孔される。
【００１７】
図７を併せて参照して、第１冷却媒体通路２３は、たとえば下方に向うにつれて幅を狭める略三角形の横断面形状を有するようにしてシリンダヘッド１０に形成されるものであり、第１冷却媒体通路２３の両側内面には、第１冷却媒体通路２３の長手方向に沿って延びる円弧状の凸条２８…と、第１冷却媒体通路２３の長手方向に沿って延びる円弧状の凹溝２９…とが交互に連なるように形成される。而して第３冷却媒体通路２５1 …，２５2 …の上端は、第１冷却媒体通路２３の両側内面に開口されるものであり、第３冷却媒体通路２５1 …，２５2 …の第１冷却媒体通路２３への開口端では、第１冷却媒体通路２３の内面が波形の横断面形状を有するように形成されることになる。
【００１８】
次にこの実施例の作用について説明すると、第３冷却媒体通路２５1 …，２５2 …の第１冷却媒体通路２３への開口端では波形の横断面形状を有するように第１冷却媒体通路２３の内面が形成されていることにより、第３冷却媒体通路２５1 …，２５2 …の第１冷却媒体通路２３への開口端では、第３冷却媒体通路２５1 …，２５2 …を穿孔するための穿孔工具３０の進行方向に直角な平面で前記開口端が周方向に不連続となる。したがって穿孔工具３０による第３冷却媒体通路２５1 …，２５2 …の穿孔加工時に生じるバリが、環状に連なることはなく、バラバラに分かれて比較的小さくなる。この結果、比較的小さくなったバリを第１冷却媒体通路２３からだけでなく、第３冷却媒体通路２５1 …，２５2 …を経て第２冷却媒体通路２４側からも除去することが可能となり、エアーブロー等により前記バリを容易に除去することができる。
【００１９】
しかも第１冷却媒体通路２３が横断面形状を波形とした内面を少なくとも一部に有することにより、第１冷却媒体通路２３を流通する冷却水等の冷却媒体とシリンダヘッド１０の接触面積が比較的大きくなり、冷却媒体によるシリンダヘッド１０の冷却効率を向上することができる。
【００２０】
また各気筒間に対応する部分で第２冷却媒体通路２４には、シリンダヘッド１０の下面からの高さを第２冷却媒体通路２４の他の部分よりも大とした凹部２４ａ…が設けられており、第３冷却媒体通路２５１  …，２５２  …の下端が凹部２４ａ…に開口されているので、第３冷却媒体通路２５１  …，２５２  …を比較的短くし、第３冷却媒体通路２５１  …，２５２  …の機械加工に要する時間を短縮することが可能である。しかもシリンダヘッド１０の下面に第２冷却媒体通路２４が開口した所謂オープンデッキ型のシリンダヘッド１０にあっても、第２冷却媒体通路２４は第３冷却媒体通路２５１  …，２５２  …に対応した部分のみが深くなっているのであり、他の部分では第２冷却媒体通路２４の深さが比較的浅くなっていることによってシリンダヘッド１０およびシリンダブロック（図示せず）の締付剛性の低下を防止することができる。
【００２１】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００２２】
たとえば第１冷却媒体通路２３の全内周面が波形の横断面形状を有するように形成されていてもよく、そうすれば冷却効率をより一層向上することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第３冷却媒体通路の第１冷却媒体通路への開口端で波形の横断面形状を有するように第１冷却媒体通路の内面が形成されることにより、穿孔工具による機械加工で生じるバリが比較的小さくなるようにして、バリを容易に除去することが可能となり、また第１冷却媒体通路を流通する冷却媒体とシリンダヘッドの接触面積を比較的大きくして冷却効率の向上を図ることが可能となる。
【００２４】
また第３冷却媒体通路を比較的短くして第３冷却媒体通路の機械加工に要する時間を短縮することができ、またシリンダヘッドの下面に第２冷却媒体通路が開口しているにもかかわらずシリンダヘッドおよびシリンダブロックの締付剛性の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリンダヘッドの縦断面図であって図２の１−１線断面図である。
【図２】図１の２矢視底面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】図３の４−４線に沿うシリンダヘッドの横断面図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】図２の６矢視部拡大図である。
【図７】図６の７−７線断面図である。
【符号の説明】
１０・・・シリンダヘッド
１１・・・燃焼室形成用凹部
２３・・・第１冷却媒体通路
２４・・・第２冷却媒体通路
２４ａ・・・凹部
２５1 ，２５2 ・・・第３冷却媒体通路
２８・・・凸条
２９・・・凹溝
【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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