(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関におけるシリンダヘッドのウォータジャケット内面に、プラグホールを囲むように同心円状に少なくとも２つのリブが突設され、冷却水が同リブを乗り越えながら同リブにより冷却水の導入口から排出口に案内され、
前記ウォータジャケット内のプラグホールの外周壁に全周に亘って放射方向に突出しプラグホールの中心軸方向に長尺の複数の放射リブを設けたことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項２】
前記冷却水の導入口および排出口は、最外側の前記リブより外側に設けられ、
内側の前記リブによりその内側に形成される水路が、外側の前記リブによりその内側に形成される水路よりも高い位置に形成されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項３】
内側の前記リブが、排気側に設けられた前記導入口に向けて開放され、同導入口から流入する冷却水を内側のプラグホール側とその外側に分けて導くことを特徴とする請求項１または請求項２記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
【請求項４】
前記請求項１記載のリブによって案内され前記排出口に流出する冷却水の流出を、他の導入口から直接排出口に流れる冷却水によって妨げられないように案内するリブを同排出口に設けたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか記載の内燃機関のシリンダヘッド構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のシリンダヘッド構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水冷式の内燃機関は、シリンダブロックとシリンダヘッドの外周に冷却水の通路であるウォータジャケットを一体に形成して、特に燃焼室周りの過熱し易い部分を冷却する構造となっている。
シリンダブロック側のウォータジャケットとシリンダヘッド側のウォータジャケットとは互いに連通して、冷却水が円滑にかつ広範に流れるようにしている。
【０００３】
したがってシリンダブロックとシリンダヘッドとは隙間なく完全に合体して水漏れやガス漏れが確実に防止されなければならず、要所を十分に冷却水が流れるようにするために、変形やたわみの発生は回避されなければならない。
【０００４】
そこで従来においてもウォータジャケットの内部におけるシリンダヘッドおよびシリンダブロックの少なくとも一方のボス部外周面にボス部の外方に延設されるリブを設けた例（実開平２−１０１０５６号公報）等がある。
同例はボス部外周のリブにより、シリンダブロックまたはシリンダヘッドの剛性を補い、両者の合体を確実にして水漏れやガス漏れを防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記ウォータジャケットの内部のボス部外周に設けられたリブは、ウォータジャケット内面の冷却水との接触面積を大きくすることになり、放熱性を高める効果をある程度期待できるが、あくまでも副次的効果であって、冷却水の流れを考慮した構造とはなっておらず冷却性を向上させる積極的な思想はなく、自ずと冷却効果には限界がある。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、シリンダヘッドの冷却性を積極的に向上させるリブを設けた内燃機関のシリンダヘッド構造を供する点にある。
【０００７】
【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、内燃機関におけるシリンダヘッドのウォータジャケット内面に、プラグホールを囲むように同心円状に少なくとも２つのリブが突設され、冷却水が同リブを乗り越えながら同リブにより冷却水の導入口から排出口に案内され、前記ウォータジャケット内のプラグホールの外周壁に全周に亘って放射方向に突出しプラグホールの中心軸方向に長尺の複数の放射リブを設けた内燃機関のシリンダヘッド構造とした。
【０００８】
シリンダヘッドのウォータジャケット内に導入口から導入された冷却水は、プラグホールを囲むように同心円状に突設された複数のリブにより、冷却水が同リブを乗り越えながら冷却水の導入口からウォータジャケット内を案内されて、冷却に効果的な水の流れを作りだして排出口に導かれるので、内燃機関の冷却性を向上させることができる。
【０００９】
ウォータジャケット内のプラグホールの外周壁に全周に亘って放射方向に突出しプラグホールの中心軸方向に長尺の複数の放射リブを設けることで、プラグホールの外周壁の外周面の冷却水との接触面積が大きくなり、放熱効果を増すので、内燃機関の冷却性が一層向上する。
【００１０】
前記冷却水導入口から排出口に亘って延設されたリブによって案内され排出口に流出する冷却水の流出を、他の導入口から直接排出口に流れる冷却水によって妨げられないように案内するリブを同排出口に設けることで、冷却水を滞留させることなく円滑に流し、内燃機関の冷却性をより一層向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図１ないし図８に図示した本発明の一実施例について説明する。
本実施例は、２サイクルの内燃機関１に係り、図示されない自動二輪車に搭載されるもので、クランクケース２の上方にシリンダブロック３およびシリンダヘッド４が順次重ねられて相互に一体に結合されている。
【００１２】
またシリンダブロック３に形成されたシリンダ孔５にピストン６が上下に摺動自在に嵌装され、該ピストン６とクランクシャフト８のクランクピン８ａとはコネクティングロッド７によって相互に連結されており、ピストン６の昇降に伴ってクランクシャフト８が回転駆動されるようになっており、クランクシャフト８の後方にはバランサシャフト９が設けられ、クランクシャフト８と逆方向に等倍の回転速度で回転して振動を打ち消している。
【００１３】
クランクケース２のクランク室１０の後方には、ブリーザ室１１が設けられ、同ブリーザ室１１からはブリーザパイプ１２が延出している。
そしてブリーザ室１１の下方で、クランク室１０の後方にミッション室１３が形成されていて、ミッション室１３内にはクランクシャフト８の回転がクラッチ１４を介して伝達されるメインシャフト１５と種々のギアの噛み合いにより回転が伝達されるカウンターシャフト１６およびギアの噛合を変えるシフトフォーク１７，１８等が納められている。
【００１４】
本内燃機関１は、クランク室リードバルブ吸気方式を採用しており、クランクケース２と一体の吸気ポート２０にリードバルブ２１が納められて、同吸気ポート２０に吸気通路２２が接続され、該吸気通路２２にピストン型絞り弁２４を備えるキャブレター２３が介装されており、吸気通路２２のキャブレター２３への途中には分岐して吸気チャンバー２５が突設されている。
【００１５】
一方シリンダブロック３のシリンダ孔５の内周面には掃気ポート３０と排気ポート３１とが開口され、該掃気ポート３０は掃気通路３２を介してクランク室１０に連通されるとともに、排気ポート３１は前側にあって排気通路３３に連通されている。
【００１６】
排気ポート３１の上壁には排気タイミング制御バルブ３４が、排気バルブ駆動プーリ３５の回動で揺動可能に設けられ、同排気バルブ駆動プーリ３５に一端を固着された一対の駆動ケーブル３６，３７を介して図示されないサーボモータの駆動が排気バルブ駆動プーリ３５に伝達され、一体に排気タイミング制御バルブ３４が上下に揺動駆動される。
【００１７】
このようにサーボモータにより駆動される排気タイミング制御バルブ３４は、上下の揺動により排気通路３３の開口の上部に出没し、排気通路の開口タイミンングを調整することができる。
【００１８】
またシリンダヘッド４に設けられたシリンダ孔５の上方の燃焼室４０の凹部には、点火プラグ４１が設けられており、キャブレター２３から供給された燃料と混合した新気は、上昇行程時で負圧となったクランク室１０内にリードバルブ２１を介して吸入され、下降行程時に１次圧縮されるとともに、ピストン６の下降により排気ポート３１が開き次いで掃気ポート３０が開放された時に圧縮新気が燃焼室４０内に供給され、この圧縮新気の進入で燃焼室２１内の既燃ガスの一部は排気ポート３１より排気通路３３へ排出され、ピストン６の上昇により掃気ポート３０、次いで排気ポート３３が閉塞されると、燃焼室４０内の混合気はピストン６の上昇で圧縮され、上死点近傍で点火プラグ４１による着火が行われ、混合気が燃焼し、その圧力でピストン６が押し下げられ、排気タイミング制御バルブ３４により調整されたタイミングで排気ポート３１が開き、既燃ガスが排出される。
【００１９】
かかる内燃機関１のシリンダブロック３のシリンダ孔５の周りおよびシリンダヘッド４の燃焼室４０の周りに冷却水が巡るウォータジャケット５０，５１が形成されており、シリンダブロック３とシリンダヘッド４とはガスケットを介して合わされボルト４４により緊締されて合体するが、シリンダブロック３側のウォータジャケット５０とシリンダヘッド４側のウォータジャケットとは連通される。
【００２０】
一方でクランクケース２の右側上部に配設されたオイルポンプ４２の斜め下方にインペラ５２ａが回転するウォータポンプ５２が設けられており、同ウォータポンプ５２からウォータホース５３が延出してシリンダブロック３の排気ポート３１の下方のウォータジャケット５０に接続されている。
【００２１】
ラジエター（図示せず）で冷やされた冷却水は、ウォータポンプ５２のインペラ５２ａの回転で吸い込まれウォータホース５３に吐出されて、ウォータホース５３を経て、まずシリンダ前側の排気ポート３１付近からシリンダブロック３のウォータジャケット５０１  に進入し、排気タイミング制御バルブ３４の廻りのウォータジャケット５０２  へ上昇し、シリンダ孔５の周囲のウォータジャケット５０３  を巡って上昇し、シリンダヘッド４のウォータジャケット５１主にウォータジャケット５１１  に導入され、燃焼室４０の周囲を巡ってウォータジャケット５１１  からウォータジャケット５１２  に向い排出管５７より排出されラジエターに戻り一巡し、冷却水の循環サイクルが形成されている。
【００２２】
ここにシリンダヘッド４の構造を図３ないし図８に図示し、詳説する。
シリンダヘッド４は、中央の点火プラグ４１が嵌入されるプラグホール５４が燃焼室４０の凹部に貫通しており、その周囲に略六角形状展開しており、角部にボルト孔５９が穿設されている。
かかるシリンダヘッド４の内部にプラグホール５４を形成する外周壁５５の周りに環状をなしてウォータジャケット５１の空間が形成されている。
【００２３】
該ウォータジャケット５１の周囲６カ所にシリンダブロック３のウォータジャケット５０に連通する長円形の冷却水導入口５６１，５６２，……，５６６  が形成されており、この６カ所の導入口５６１，５６２，……，５６６  から内側に向け環状のウォータジャケット５１に冷却水が進入するが、導入口５６１  と５６６  が冷却水のメイン通路となり、導入口５６３  ，５６４は主にエア抜きの目的で形成されている。
【００２４】
６個の導入口５６１，５６２，……，５６６  は、図６に図示するように順次配設されており、前側すなわち排気側の２個の導入口５６１，５６６  を除く４個の導入口５６２，５６３，５６４，５６５  の内縁に沿って突条の外環リブ６０が形成され、同外環リブ６０の内側に同心円状により高さがある突条の内環リブ６１が形成され、同内環リブ６１は前側が開放されてその両部は排気側の２個の導入口５６１，５６６  に向かってそれぞれ延びて各導入口５６１，５６６  の内縁中央部に至っている（図５，図６，図７参照）。
【００２５】
内環リブ61に囲まれたプラグホール54の外周壁55には全周に亘って放射方向に複数の放射リブ62が突出している（図６参照）。
一方後側の１導入口564 の上方に円筒状の排出管57が上方に向け突出して設けられており、同導入口564 の内縁の外環リブ60に対向して排出管57の一部が垂下して垂設リブ63を形成している（図７，図８参照）。
なおウォータジャケット51の上壁には温度センサー45を嵌入する円孔58が形成されている。
【００２６】
図６を参照して排気側（前側）の導入口５６１，５６６  からウォータジャケット５１内に導入された冷却水は、内環リブ６１の両端部によりその内側と外側の２方向に分かれ、内側に入った冷却水は、実線矢印のように内環リブ６１の内面に案内されプラグホール外周壁５５を巡って排出管５７に対応する導入口５６４  の方に向かい同部分の内環リブ６１を乗り越える。
【００２７】
一方内環リブ６１の外側に向かった冷却水は、一点鎖線矢印のように外環リブ６０の内周面との間を両リブ６０，６１に案内されてやはり排出管５７に対応する導入口５６４  の方に向かう。
このように内環リブ６１と外環リブ６０により案内されて実線矢印および一点鎖線矢印で示す冷却水の流れが形成される。
【００２８】
他の４個の導入口５６２，５６３，５６４，５６５  のうち排出管５７に対応する導入口５６４  を除く３個の導入口５６２，５６３，５６５  から導入された冷却水は、外環リブ６０を乗り越えて前記一点鎖線矢印の冷却水の流れに合流して内環リブ６１と外環リブ６０に案内されて排出管５７に対応する導入口５６４  に向かうことになる。
【００２９】
すなわち導入口５６４  を除く５個の導入口５６１，５６２，５６３，５６５，５６６  から導入された冷却水は、内環リブ６１と外環リブ６０により案内されて冷却水の流れを作りウォータジャケット５１内を隈なく巡り、排出管５７に対応する導入口５６４  に向かう。
一方導入口５６４  から導入された冷却水は、その上方に延出する排出管５７の円孔排出口に大部分が直接入る。
【００３０】
ここに図７および図８に示すように導入口５６４  の内縁の外環リブ６０に対向して排出管５７の一部が垂下して垂設リブ６３が形成されているので、矢印Ｘのようにシリンダヘッド４を流れる冷却水を矢印Ｙのように流し（図７参照）、ウォータジャケット上部を流れる冷却水を燃焼室４０側に向けさせて有効に燃焼室４０側を冷却することができるうえに、導入口５６４  から導入され上方の排出管５７に向かう冷却水が外環リブ６０を乗り越えてその内側に進入するのも防止され、滑らかに排出口に入る２点鎖線矢印で示す冷却水の流れを形成する。
【００３１】
一方で内環リブ６１と外環リブ６０により案内されて導入口５６４  に集まった冷却水は、図７に示すように外環リブ６０と上方から垂下した垂設リブ６３との間隙６５から前記２点鎖線矢印で示す冷却水の流れに合流する形で滑らかに排出される。  特に内環リブ６１の内側を案内されてきた冷却水は、図７に示すように同内環リブ６１を乗り越える際に垂下された垂設リブ６３により流れを下方に案内されて前記２点鎖線矢印で示す冷却水の流れに衝突することなく、間隙６５から該冷却水の流れに円滑に合流することができる。
【００３２】
以上のようにシリンダヘッド４のウォータジャケット５１内に導入された冷却水は、内環リブ６１と外環リブ６０により案内されて冷却水の流れを作りウォータジャケット５１内を滞留することなく円滑にかつ隈なく巡り排出されるので、燃焼室４０を覆うシリンダヘッド４を効率良く冷却することができ、内燃機関の冷却性を向上させる。
【００３３】
また内環リブ６１の内側を流れる冷却水は、プラグホール５４の外周壁５５に沿って流れるが、外周壁５５には放射リブ６２が多数突出形成されて、冷却水と接触する表面積を大きくしているので、放熱効果が大きく、内燃機関の冷却性を一層向上させることができる。
【００３４】
さらに内環リブ６１と外環リブ６０により案内され排出管５７の排出口に向かった冷却水と、導入口５６４  から直接排出管５７の排出口に向かう冷却水とが互いに衝突しないように排出管５７の一部が垂下して垂設リブ６３が形成されているので、導入された冷却水がウォータジャケット５１内から排出されるまで冷却水を一切滞留させることなく円滑にかつ有効に流すことができ、内燃機関の冷却性をより一層向上させることができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は、シリンダヘッドのウォータジャケット内に導入口から導入された冷却水が、同導入口から延設されたリブによってウォータジャケット内を案内されて、冷却に効果的な水の流れを作りだして排出口に導かれるので、内燃機関の冷却性が向上する。
【００３６】
ウォータジャケット内のプラグホールの外周壁に全周に亘って放射方向に突出した複数のリブを設けることで、外周壁の外周面の冷却水との接触面積が大きくなり放熱効果が増し、内燃機関の冷却性が一層向上する。
【００３７】
冷却水導入口から排出口に延設されるリブによって案内され排出口に流出する冷却水の流出を、他の導入口から直接該排出口に流れる冷却水によって妨げられないように案内するリブを同排出口に設けることで、冷却水を滞留させることなく円滑に流し、内燃機関の冷却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】本発明の一実施例に係る内燃機関の一部断面とした右側面図である。
【図２】同内燃機関の右側断面図である。
【図３】同内燃機関のシリンダヘッドの上面図である。
【図４】同下面図である。
【図５】図３におけるＶ−Ｖ線で切断した断面図である。
【図６】図５におけるＶＩ−ＶＩ線で切断した断面図である。
【図７】図３におけるＶＩＩ  −ＶＩＩ  線で切断した断面図である。
【図８】図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した断面図である。
【符号の説明】
１…内燃機関、２…クランクケース、３…シリンダブロック、４…シリンダヘッド、５…シリンダ孔、６…ピストン、７…コネクティングロッド、８…クランクシャフト、９…バランサシャフト、１０…クランク室、１１…ブリーザ室、１２…ブリーザパイプ、１３…ミッション室、１４…クラッチ、１５…メインシャフト、１６…カウンターシャフト、１７，１８…シフトフォーク、
２０…吸気ポート、２１…リードバルブ、２２…吸気通路、２３…キャブレター、２４…ピストン型絞り弁、２５…吸気チャンバー、
３０…掃気ポート、３１…排気ポート、３２…掃気通路、３３…排気通路、３４…排気タイミング制御バルブ、３５…排気バルブ駆動プーリ、３６，３７…駆動ケーブル、
４０…燃焼室、４１…点火プラグ、４２…オイルポンプ、４４…ボルト、４５…温度センサー、
５０，５１…ウォータジャケット、５２…ウォータポンプ、５３…ウォータホース、５４…プラグホール、５５…外周壁、５６１，５６２，５６３，５６４，５６５，５６６  …導入口、５７…排出管、５８…円孔、５９…ボルト孔、
６０…外環リブ、６１…内環リブ、６２…放射リブ、６３…垂設リブ、６５…間隙。
【図１】
0003601625.tif 000002
【図２】
0003601625.tif 000003
【図３】
0003601625.tif 000004
【図４】
0003601625.tif 000005
【図５】
0003601625.tif 000006
【図６】
0003601625.tif 000007
【図７】
0003601625.tif 000008
【図８】
0003601625.tif 000009