(57)【要約】【課題】フランジ部からシリンダヘッドの側壁上端部に熱応力が伝わるのを抑制して、その側壁上端部等のシール部分におけるシール性を安定確保できるシリンダヘッドを提供する。【解決手段】内燃機関の排気管が取り付けられる排気側の側壁１５にフランジ部１６を備え、そのフランジ部１６が、排気管の取付け面１６ａを形成するとともにその取付け面１６ａ上に排気ポート１２の出口１２ａを開口させるシリンダヘッドであって、フランジ部１６に近接する排気側の側壁１５と取付け面１６ａとの間に、フランジ部１６の外周側の壁面１５ｂ上に開口する凹部２１が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気管が取り付けられる排気側の側壁にフランジ部を備え、該フランジ部が、前記排気管の取付け面を形成するとともに該取付け面上に排気ポートを開口させるシリンダヘッドであって、
前記フランジ部に近接する前記排気側の側壁と前記取付け面との間に、前記フランジ部の外周側の壁面上に開口する凹部が形成されていることを特徴とするシリンダヘッド。
【請求項２】
前記凹部は、シリンダヘッドカバーもしくはカムハウジングが装着される前記排気側の側壁の上端部と前記取付け面との間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッド。
【請求項３】
前記排気側の側壁および前記フランジ部のうち少なくとも一方にはボルトが装着されるボルト締結部が設けられており、前記凹部は、前記ボルト締結部に対して前記排気側の側壁の前記上端部側で開口していることを特徴とする請求項２に記載のシリンダヘッド。
【請求項４】
前記排気側の側壁の前記上端部に近接する前記取付け面の上部側に、少なくとも１つのボルト穴が開口しており、
前記凹部は、前記取付け面の上部と前記排気側の側壁の前記上端部との間で、前記取付け面に対して平行な方向に延びる溝状をなしていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のシリンダヘッド。
【請求項５】
前記排気側の側壁が、前記内燃機関の複数の気筒からの排気通路を集合させる排気集合部を構成していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載のシリンダヘッド。
【請求項６】
前記排気側の側壁および前記フランジ部は、前記ボルト穴を形成する少なくとも１つのボス部を有しており、前記ボス部の外壁面が前記排気側の側壁の前記上端部側に開く凹状をなしていることを特徴とする請求項２ないし請求項５のうちいずれか１の請求項に記載のシリンダヘッド。
【請求項７】
前記ボス部は、前記排気側の側壁の前記上端部より前記排気ポートの開口側に位置し、
前記ボス部の一部を構成する前記排気側の側壁の背後には、動弁機構の取付け台座部が配置されていることを特徴とする請求項２ないし請求項６のうちいずれか１の請求項に記載のシリンダヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダヘッドに関し、特に排気側の側壁に排気ポートが開口する排気管取付け用のフランジ部を有するシリンダヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関のシリンダヘッドにおいては、動弁機構を収納する凹部の側壁外面に排気ポートの出口を開口させ、その排気ポートの出口を取り囲むように排気管締結用のフランジ部(つば状部に限らず、開口の周囲を肉厚にして排気管の締結を可能にした肉厚部を含む意)が設けられている。
【０００３】
従来のシリンダヘッドとしては、例えば複数の燃焼室からの排気ポートを内部で集合させて排気側の側壁に開口する出口を形成するとともに、その排気ポートの出口を取り囲むように触媒コンバータ接合面および４つの雌ねじ付ボスを有する排気管締結用のフランジ部を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、排気ポート出口を取り囲む排気管の取付け面に切欠円板状の断熱空間を形成する凹状のスリットが開口しているもの（例えば、特許文献２参照）や、排気ポート出口が開口する端面にその出口の周囲に位置する溝を設けて空気断熱層を形成しているもの（例えば、特許文献３参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−７０５５１号公報
【特許文献２】実開昭５９−１０７９４７号公報
【特許文献３】特開２００８−２６７１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のような従来のシリンダヘッドにあっては、排気管が締結されるフランジ部付近に排気ポート側からの受熱によって熱応力が発生し、その熱応力がフランジ部に近接するシリンダヘッドの側壁に伝わることで、シリンダヘッドの側壁の上端部等に応力集中が生じたり熱変形が生じたりしてしまい、その上端部とシリンダヘッドカバー等の間のシール性が低下するおそれがあった。
【０００７】
また、シリンダヘッドの側壁部で排気集合させる場合、排気ポートの出口付近での熱変形量がより大きくなるとともに、フランジ部の上部にボルト締結部を引っ張る方向に応力が発生し易くなり、シリンダヘッドの側壁の上端部付近に応力集中が生じたり熱変形が生じたりし易くなる傾向があった。
【０００８】
そこで、本発明は、フランジ部からシリンダヘッドの側壁に熱応力が伝わるのを有効に抑制し、その側壁の上端部等のシール部分におけるシール性を安定確保することのできるシリンダヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るシリンダヘッドは、上記目的達成のため、（１）内燃機関の排気管が取り付けられる排気側の側壁にフランジ部を備え、該フランジ部が、前記排気管の取付け面を形成するとともに該取付け面上に排気ポートを開口させるシリンダヘッドであって、前記フランジ部に近接する前記排気側の側壁と前記取付け面との間に、前記フランジ部の外周側の壁面上に開口する凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成により、フランジ部が排気ポート側からの熱応力を受けても、フランジ部に近接する排気側の側壁と取付け面との間に凹部が存在することから、フランジ部からシリンダヘッドの側壁に熱応力が伝わり難くなり、側壁における変形や応力の集中が抑制されることで、側壁の上端部等におけるシール部分のシール性が安定確保できることとなる。
【００１１】
本発明のシリンダヘッドにおいては、（２）前記凹部は、シリンダヘッドカバーもしくはカムハウジングが装着される前記排気側の側壁の上端部と前記取付け面との間に形成されていてもよい。
【００１２】
この場合、フランジ部が排気ポート側からの熱応力を受けても、フランジ部からシリンダヘッドの側壁の上端部に熱応力が伝わり難くなり、側壁の上端部における変形や応力の集中が抑制されることで、側壁の上端部のシール部分におけるシール性等が安定確保できることとなる。
【００１３】
また、本発明のシリンダヘッドは、（３）前記排気側の側壁および前記フランジ部のうち少なくとも一方にはボルトが装着されるボルト締結部が設けられており、前記凹部は、前記ボルト締結部に対して前記排気側の側壁の前記上端部側で開口しているものであってもよい。
【００１４】
この構成により、フランジ部が排気ポート側からの熱応力を受けても、その熱応力がフランジ部の上部側のボルト締結部から側壁の上端部に伝わり難くなり、側壁の上端部における熱変形や応力集中が有効に抑制される。なお、ここにいうボルト締結部は、植込みボルトにナットをねじ結合させるものでもよいし、雄ねじを有するボルトを外部からボルト穴に挿入して締結させるものであってもよい。
【００１５】
本発明のシリンダヘッドにおいては、（４）前記排気側の側壁の前記上端部に近接する前記取付け面の上部側に、少なくとも１つのボルト穴が開口しており、前記凹部は、前記取付け面の上部と前記排気側の側壁の前記上端部との間で、前記取付け面に対して平行な方向に延びる溝状をなしているものであってもよい。
【００１６】
この構成により、ボルト穴にボルトが挿入されて排気管がシリンダヘッドに締結された状態で、フランジ部が排気ポート側からの熱応力を受けても、その締結部位の熱変形や熱応力が側壁の上端部まで伝わることが、溝状の凹部によって有効に抑制される。
【００１７】
本発明のシリンダヘッドにおいては、（５）前記排気側の側壁が、前記内燃機関の複数の気筒からの排気通路を集合させる排気集合部を構成していてもよい。
【００１８】
この構成により、排気集合部からフランジ部に伝わる熱応力が大きくなるものの、フランジ部からシリンダヘッドの側壁に熱応力が伝わり難くなることで、側壁における熱変形を有効に抑制することができ、排気集合部を有しながらも、側壁の上端部等におけるシール性を安定確保することのできるシリンダヘッドとなる。
【００１９】
本発明のシリンダヘッドにおいては、（６）前記排気側の側壁および前記フランジ部は、前記ボルト穴を形成する少なくとも１つのボス部を有しており、前記ボス部の外壁面が前記排気側の側壁の前記上端部側に開く凹状をなしているものであってもよい。
【００２０】
この構成により、フランジ部が排気ポート側からの熱応力を受けても、ボス部から排気側の側壁の上端部への熱応力の伝達経路が、凹部によって狭められ、側壁の上端部まで伝わることが有効に抑制される。
【００２１】
本発明のシリンダヘッドにおいては、（７）前記ボス部は、前記排気側の側壁の前記上端部より前記排気ポートの開口側に位置し、前記ボス部の一部を構成する前記排気側の側壁の背後には、動弁機構の取付け台座部が配置されていてもよい。
【００２２】
この構成により、ボルトを側壁の内奥側に締結させることができ、フランジ部のボルト穴が単なるボルト挿通穴となっても、所要の締結力が確保できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、フランジ部からシリンダヘッドの側壁の上端部に熱応力が伝わるのを有効に抑制し、その側壁の上端部等のシール部分におけるシール性を安定確保することのできるシリンダヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドの概略構成を示す外観斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドの排気側の概略側面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドのフランジ部近傍の概略断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドにおけるシール面の変位を従来例と比較して示すグラフであり、縦軸はシール面である上面の高さの変位を、横軸は排気側シール面の前後方向（クランク軸の回転中心軸線方向）の位置を示している。
【図５】本発明の他の実施形態に係るシリンダヘッドのフランジ部近傍の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
（一実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドの概略ブロック構成図である。
【００２６】
まず、構成について説明する。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態のシリンダヘッド１０には、図示しない動弁機構を収納する凹部１１と、多気筒エンジン（内燃機関）の複数、例えば３つの気筒（シリンダ）に対応する吸気ポート（図示していない）および排気ポート１２と、少なくとも排気ポート１２の近傍に冷却水を通すことができるウォータージャケット１３とが、それぞれ形成されている。
【００２８】
このシリンダヘッド１０は、凹部１１の底壁部１４側で図示しない多気筒エンジン（内燃機関）のシリンダブロックの上部に締結されるようになっており、多気筒エンジンの複数の燃焼室の天井面を形成するとともに、各気筒に対応する吸気ポートおよび排気ポート１２を形成するようになっている。また、シリンダヘッド１０の上部、すなわち、シリンダの軸線方向において前記シリンダブロックの上部に締結される底壁部１４（下端部）とは反対側の端部には、動弁機構を覆うシリンダヘッドカバーもしくはシリンダヘッド１０に対して動弁機構のカムシャフトを支持するためのカムハウジングといったカバー側部材Ｃｖ（図２参照）が装着されるようになっている。
【００２９】
図２および図３に示すように、シリンダヘッド１０は、多気筒エンジンの排気管（触媒等の排気浄化ユニットを含む）が取り付けられる排気側の側壁１５に、排気管取付け用のフランジ部１６を備えている。
【００３０】
ここで、排気ポート１２は、複数の気筒内の燃焼室から延びる複数の排気枝通路部となっており、排気側の側壁１５には、複数の燃焼室から延びる排気ポート１２を複数の排気枝通路部として排気集合通路部１７ａに集合させるマニホールド状の排気集合部１７が一体に設けられている。
【００３１】
また、フランジ部１６は、排気管Ｅｐの取付け面１６ａを形成するとともに、その取付け面１６ａ上に排気集合通路部１７ａの出口である複数の燃焼室からの排気ポート１２の共通の出口１２ａを開口させている。なお、シリンダヘッド１０は、例えば鋳物用アルミニウム合金でダイカスト形成されており、フランジ部１６の取付け面１６ａや排気側の側壁１５の上端部１５ａの上面１５ｆ等は、機械加工されている。また、排気側の側壁１５の上端部１５ａの上面１５ｆには、図示しないガスケット等、例えばＦＩＰＧ（Formed in Place Gasket）が配置されるようになっている。
【００３２】
一方、排気側の側壁１５およびフランジ部１６のうち少なくとも一方、例えば排気側の側壁１５およびフランジ部１６の双方には、それぞれボルトが装着される複数のボルト締結部１８が設けられている。
【００３３】
これらのボルト締結部１８は、排気側の側壁１５の上端部１５ａに近接する取付け面１６ａの上部側において開口する一対（少なくとも１つ）のボルト穴１８ａと、排気側の側壁１５の上端部１５ａから離隔する取付け面１６ａの下部側において開口する一対のボルト穴１８ｂとを有している。
【００３４】
図３に示すように、各ボルト穴１８ａまたは１８ｂは、例えば取付け面１６ａ上の開口から所定深さまでは円形断面のねじ無しの挿通穴部１８ｃとなっており、その挿通穴部１８ｃより内奥側に雌ねじ穴部１８ｄを有している。すなわち、各ボルト穴１８ａまたは１８ｂは、雄ねじを有する排気管取付け用のボルトＢを外部から挿通穴部１８ｃに挿入して雌ねじ穴部１８ｄに締結させるようになっている。
【００３５】
なお、ここでは、各ボルト締結部１８は、ボルト穴１８ａまたは１８ｂとするが、ボルト穴１８ａ，１８ｂに対応する位置で排気側の側壁１５およびフランジ部１６に植込みボルトを設置し、その植込みボルトの外端部にナットをねじ結合させる締結部とすることもできる。
【００３６】
フランジ部１６に近接する排気側の側壁１５の上端部１５ａと取付け面１６ａとの間には、フランジ部１６の外周側の壁面１５ｂ（フランジ部１６の外縁面）上に開口する凹部２１が形成されている。
【００３７】
この凹部２１は、複数のボルト締結部１８に対し、特に一対の上方側のボルト穴１８ａに対して、排気側の側壁１５の上端部１５ａ側の壁面１５ｂ上で開口している。
【００３８】
また、凹部２１は、一対の上方側のボルト穴１８ａと排気側の側壁１５の上端部１５ａとの間で、取付け面１６ａに対して平行な方向、例えば取付け面１６ａの近傍における排気側の側壁１５の上端部１５ａの延在方向（図１中の双方向矢印Ｌで示す方向）に延びる略Ｕ字形断面の溝状をなしている。
【００３９】
より具体的には、排気側の側壁１５およびフランジ部１６は、ボルト穴１８ａ，１８ｂを形成する複数の（少なくとも１つ）のボス部１９ａ，１９ｂを有しており、ボルト穴１８ａ，１８ｂの深さの範囲内で凹部２１の一部を形成するよう、上方側のボス部１９ａの外壁面１９ｅが排気側の側壁１５の上端部１５ａ側に開く溝状（凹状）をなしている。なお、ここにいう各ボルト締結部１８のボルト穴１８ａまたは１８ｂの深さの範囲とは、挿通穴部１８ｃの軸方向長さの範囲と雌ねじ穴部１８ｄの有効ねじ領域の軸方向長さの範囲であって、より好ましくは挿通穴部１８ｃの軸方向長さの範囲である。また、植込みボルトにナットをねじ結合させて排気管Ｅｐを締結する場合、凹部２１は、取付け面１６ａより排気側の側壁１５に近い側の任意の位置に配置できる。
【００４０】
このボス部１９ａの外壁面１９ｅの溝状をなす部分１９ｎ（以下、凹状部分１９ｎという）は、排気側の側壁１５の上端部１５ａより排気ポート１２の出口１２ａ側に位置し、凹部２１の一部を構成している。また、一対の上方側のボルト穴１８ａの挿通穴部１８ｃと雌ねじ穴部１８ｄは、一対のボス部１９ａの凹状部分１９ｎによって区画されている。
【００４１】
さらに、ボス部１９ａ（ボス部１９ａ，１９ｂのうち一部）を構成する排気側の側壁１５の背後、すなわち、凹部１１側には、図示しない動弁機構のカムシャフトが回転自在に取付けられる取付け台座部２４が配置されており、取付け台座部２４には図示しない公知のカムキャップが締結されるようになっている。
【００４２】
なお、シリンダヘッド１０に動弁機構を取り付けるための凹部１１内の詳細形状については任意であり、その説明は省略する。
【００４３】
次に、作用について説明する。
【００４４】
上述のように構成された本実施形態のシリンダヘッド１０においては、一対の上方側のボルト穴１８ａに対して排気側の側壁１５の上端部１５ａ側に、壁面１５ｂ上に開口する溝状の凹部２１が形成されている。したがって、フランジ部１６が排気ポート１２側からの熱応力を受けても、凹部２１で伝熱経路の断面積が狭められている分だけ、フランジ部１６からシリンダヘッド１０の排気側の側壁１５の上端部１５ａ付近に熱応力が伝わり難くなり、排気側の側壁１５の上端部１５ａにおける熱変形や応力集中が抑制される。その結果、カバー側部材Ｃｖが装着される排気側の側壁１５の上端部１５ａ等のシール部分におけるシール性が安定確保できることとなる。
【００４５】
また、本実施形態では、排気側の側壁１５およびフランジ部１６にはボルトＢが装着される複数のボルト締結部１８が設けられており、凹部２１は、ボルト締結部１８に対して排気側の側壁１５の上端部１５ａ側で開口している。したがって、フランジ部１６がボルト締結部１８に引張り力もしくは圧縮力を生じるような排気ポート１２側からの熱応力を受けても、その熱応力が排気側の側壁１５の上端部１５ａまで伝わることがなく、排気側の側壁１５の上端部１５ａにおける熱変形が有効に抑制されることとなる。
【００４６】
しかも、複数のボルト締結部１８は、排気側の側壁１５の上端部１５ａに近接する取付け面１６ａの上部側に一対のボルト穴１８ａを開口させており、凹部２１は、これらボルト穴１８ａと排気側の側壁１５の上端部１５ａとの間で、排気側の側壁１５の上端部１５ａの延在方向（図１中のＬ方向）に延びる溝状をなしている。したがって、ボルト穴１８ａにボルトＢが挿入されて排気管Ｅｐがシリンダヘッド１０に締結された状態で、フランジ部１６が排気ポート１２側からの熱応力を受けても、その熱応力が排気側の側壁１５の上端部１５ａまで伝わることが溝状の凹部２１によって有効に抑制される。
【００４７】
さらに、本実施形態では、排気側の側壁１５が多気筒エンジンの複数の燃焼室からの排気通路を集合させる排気集合部１７を構成しているので、高温となる排気集合部１７の熱変形が大きくなり、排気集合部１７から熱応力が伝わるフランジ部１６の近傍での熱変形量が大きくなる。このとき、フランジ部１６が側方（外方）に膨出するとともに、その上部側のボルト締結部１８の上面側に引張り力もしくは圧縮力が働くような状態となる。そのため、凹部２１を形成しないで他の構成を一実施形態と同様にした従来同様の比較例では、図４に白抜きの四角の点線ＰＡ（５本の□点線）で示すように、排気側の側壁１５の部分的な上面高さ（部分的なガスケットの厚さ）の変化量が第２気筒付近に位置するフランジ部１６の近傍で顕著に大きくなる。
【００４８】
これに対し、本実施形態では、図４中に下向きの黒塗り三角（▼）の点線ＰＩ（一部が重なった図中３本の▼点線）で示すように、排気側の側壁１５の上面高さの変化量が十分に抑えられる。なお、同図中の白抜きの丸印（○）の点線Ｈは、各気筒付近で変化するベースの変形量（下面高さの変化量）を示している。
【００４９】
このように、本実施形態では、凹部２１の存在によって、フランジ部１６からシリンダヘッド１０の排気側の側壁１５の上端部１５ａに熱応力が伝わり難くなることで、排気側の側壁１５の上端部１５ａにおける熱変形や応力集中を有効に抑制することができる。よって、排気集合部１７を有しながらも、排気側の側壁１５の上端部１５ａの図示しないガスケット等によるシール性を安定確保することができる。
【００５０】
加えて、本実施形態においては、排気側の側壁１５およびフランジ部１６は、ボルト穴１８ａを形成する一対のボス部１９ａを有しており、ボス部１９ａの外壁面１９ｅが排気側の側壁１５の上端部１５ａ側に開く凹状部分１９ｎを有している。したがって、フランジ部１６が排気ポート１２側からの熱応力を受けても、ボス部１９ａから排気側の側壁１５の上端部１５ａへの熱応力の伝達経路が、凹部２１によって、特に凹状部分１９ｎによって狭められ、排気側の側壁１５の上端部１５ａまで伝わることが有効に抑制される。
【００５１】
また、ボス部１９ａ，１９ｂは、排気側の側壁１５の上端部１５ａより排気ポート１２の出口１２ａ側に位置し、ボス部１９ａを構成する排気側の側壁１５の背後には、動弁機構の取付け台座部２４が配置されているので、ボルトＢを排気側の側壁１５の内奥側に締結させることができ、フランジ部１６に形成されるボルト穴１８ａ、１８ｂの入口側の部分が単なるボルト挿通穴である挿通穴部１８ｃとなっても、排気側の側壁１５中の雌ねじ穴部１８ｄにおいて所要の締結力を確保することができる。
【００５２】
このように、本実施形態によれば、フランジ部１６からシリンダヘッド１０の排気側の側壁１５の上端部１５ａに熱応力が伝わるのを凹部２１によって有効に抑制し、その側壁１５の上端部１５ａのシール性を安定確保することのできるシリンダヘッド１０を提供することができる。
【００５３】
（他の実施形態）
図５は、本発明の他の実施形態に係るシリンダヘッドのフランジ部近傍の概略断面図である。なお、本実施形態は、一部の構成が上述の一実施形態と相違するものの、その全体の概略構成が上述の一実施形態と同様のものである、したがって、本実施形態において上述の一実施形態と同様の構成については、図１〜図３に示した対応する構成要素の符号を用いて説明し、以下、図５を用いて、主に一実施形態と相違する点について説明する。
【００５４】
図５に示す本実施形態のシリンダヘッド１０においては、排気側の側壁１５およびフランジ部１６のうち少なくとも一方、例えばフランジ部１６に、ボルトＢが装着される複数のボルト締結部２８（図５中には１つのみ断面で示す）が設けられている。
【００５５】
これらのボルト締結部２８は、排気側の側壁１５の上端部１５ａに近接する取付け面１６ａの上部側において開口する一対（少なくとも１つ）のボルト穴２８ａと、上述の一実施形態と同様に排気側の側壁１５の上端部１５ａから離隔する取付け面１６ａの下部側において開口する一対のボルト穴１８ｂとを有している。
【００５６】
また、フランジ部１６に近接する排気側の側壁１５の上端部１５ａと取付け面１６ａとの間には、フランジ部１６の外周側の壁面１５ｂ（フランジ部１６の外縁面）上に開口する凹部２１が形成されている。この凹部２１は、複数のボルト締結部２８に対し、特に一対の上方側のボルト穴２８ａに対して、排気側の側壁１５の上端部１５ａ側の壁面１５ｂ上で開口している。
【００５７】
図５に示すように、各ボルト穴２８ａは、例えば取付け面１６ａ上の開口から凹部２１までのフランジ部１６の内奥側の全域に、雌ねじ穴部２８ｄを有している。そして、各ボルト穴２８ａは、雄ねじを有する排気管取付け用のボルトＢを外部から同図中の矢印Ｍ方向に挿入して雌ねじ穴部２８ｄに締結させるようになっている。
【００５８】
ここで、凹部２１は、取付け面１６ａよりも排気側の側壁１５に近い同図中の左側の内側壁面上に、ボルト穴２８ａに対応する開口が存在しないものであるが、上述の一実施形態と略同様な凹形状となっている。したがって、凹部２１は、一対の上方側のボルト穴２８ａと排気側の側壁１５の上端部１５ａとの間で、取付け面１６ａに対して平行な方向、例えば取付け面１６ａの近傍における排気側の側壁１５の上端部１５ａの延在方向に延びる略Ｕ字形断面の溝状をなしている。
【００５９】
より具体的には、排気側の側壁１５およびフランジ部１６は、ボルト穴２８ａを形成する複数の（少なくとも１つ）のボス部１９ａを有しており、ボルト穴２８ａの深さの範囲より内奥側に凹部２１を形成するよう、上方側のボス部１９ａの外壁面１９ｅが排気側の側壁１５の上端部１５ａ側に開く溝状（凹状）をなしている。
【００６０】
ここにいう各ボルト締結部２８のボルト穴２８ａの深さの範囲とは、雌ねじ穴部２８ｄの軸方向長さの全域である。また、植込みボルトにナットをねじ結合させて排気管Ｅｐを締結する場合、凹部２１は、例えば植込みボルトの内端部より排気側の側壁１５に近い内奥側に配置できる。
【００６１】
ボス部１９ａの外壁面１９ｅの溝状の凹状部分１９ｎは、排気側の側壁１５の上端部１５ａより排気ポート１２の出口１２ａ側に位置し、凹部２１の一部を構成している。
【００６２】
本実施形態においても、フランジ部１６からシリンダヘッド１０の排気側の側壁１５の上端部１５ａ付近に熱応力が伝わるのを凹部２１によって有効に抑制し、その側壁１５の上端部１５ａのシール部分におけるシール性を安定確保することのできるシリンダヘッド１０を提供することができる。
【００６３】
なお、上述の各実施形態においては、シリンダヘッド１０は３気筒の場合で図示したが、本発明は任意の気筒数の内燃機関に適用可能である。また、シリンダヘッド１０は、排気側の側壁１５に排気集合部１７を一体に形成していたが、排気マニホールドによって排気集合させるよう、気筒数に対応する複数の排気ポートが排気側の側壁に開口するものであってもよい。さらに、フランジ部１６は、上述の一実施形態のように取付け面１６ａに対して略直交する外周面１６ｃを有するものでなくてもよい。すなわち、排気管Ｅｐの取付け面に対し壁面１５ｂに連続するフランジ部１６の外縁面が緩やかに傾斜したり湾曲したりしているものであってもよい。
【００６４】
また、凹部２１は、取付け面１６ａの近傍における排気側の側壁１５の上端部１５ａの延在方向に延びる溝状をなすものとしたが、フランジ部１６の外縁面である壁面１５ｂ上で排気側の側壁１５の上端部１５ａの延在方向に隣り合って開口する複数の凹部であってもよいし、排気側の側壁１５の上端部１５ａの近傍に位置する少なくとも１つのボス部の両側に、排気側の側壁１５の上端部１５ａの延在方向に対し傾斜する方向に溝状の凹部を形成してもよい。また、凹部２１は溝状である場合でも、その溝状の凹部２１が取付け面１６ａに対し全体として略平行になっていればよく、その溝状の凹部２１の延びる方向が取付け面１６ａの近傍における上端部１５ａの延在方向に対して平行でなくてもよい。
【００６５】
凹部２１の深さは、一実施形態では、一対の上方側のボルト穴１８ａの挿通穴部１８ｃと雌ねじ穴部１８ｄを一対のボス部１９ａの凹状部分１９ｎによって区画する程度としていたが、ボルト穴１８ａの挿通穴部１８ｃと雌ねじ穴部１８ｄは凹状部分１９ｎに開口するようにしてもよいし、開口させない（ボルトＢのねじ部を外部に露出させない）ようにしてもよい。また、ボルト穴１８ａの雌ねじ穴部１８ｄの一部または全部がフランジ部１６の厚さの範囲内に及んでもよい。
【００６６】
さらに、凹部２１は、フランジ部１６の外縁面である壁面１５ｂのうち、取付け面１６ａの近傍の上端部１５ａの延在方向における一方側または／および他方側のフランジ部１６の側方の壁面部分や、取付け面１６ａの下部側の壁面部分に開口していてもよい。
【００６７】
以上説明したように、本発明に係るシリンダヘッドは、フランジ部からシリンダヘッドの側壁の上端部に熱応力が伝わるのを有効に抑制し、その側壁の上端部等のシール部分におけるシール性を安定確保することのできるシリンダヘッドを提供することができる。かかる本発明は、排気側の側壁に排気ポートが開口する排気管取付け用のフランジ部を有するシリンダヘッド全般に有用である。
【符号の説明】
【００６８】
１０…シリンダヘッド、１１…凹部、１２…排気ポート、１２ａ…出口（集合通路部の出口側の開口）、１３…ウォータージャケット、１４…底壁部（下端部）、１５…側壁、１５ａ…上端部、１５ｂ…フランジ部の外周側の壁面（フランジ部の外縁面）、１５ｆ…上面（シール部）、１６…フランジ部、１６ａ…取付け面、１６ｃ…外周面、１７…排気集合部、１７ａ…排気集合通路部、１８…ボルト締結部、１８ａ…ボルト穴（上方側のボルト穴）、１８ｂ…ボルト穴（上方側のボルト穴）、１８ｃ…挿通穴部、１８ｄ…雌ねじ穴部、１９ａ，１９ｂ…ボス部、１９ｅ…外壁面、１９ｎ…凹状部分（凹状をなす部分、溝状をなす部分）、２１…凹部、２４…取付け台座部、Ｂ…ボルト、Ｅｐ…排気管、Ｃｖ…カバー側部材（シリンダヘッドカバーもしくはカムハウジング）
【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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