(57)【要約】【課題】点火プラグ取付部分などの高温になる部位を局部的に冷却する。【解決手段】ラジエータ側から冷却水が供給される冷却水通路６５を有するシリンダブロック８を備える。前記冷却水通路６５から冷却水が供給される主冷却水通路８１を有するシリンダヘッド９を備える。主冷却水通路８１内に突設され、シリンダブロック８の冷却水通路６５の冷却水を主冷却水通路８１内に噴出する冷却水ノズル５９を備える。シリンダヘッド９は、燃焼室Ｓの天井壁３５の中央部近傍にプラグ挿入用の筒状壁５１が突設される。冷却水ノズル５９を、天井壁３５より主冷却水通路８１の上流側であって、クランク軸４の軸線方向から見て前記天井壁３５と重なる位置に、前記筒状壁５１へ向けて冷却水が噴出するように配設した。【選択図】  図４
2008075508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水をクランク軸の軸線方向に流す冷却水通路を有するシリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドの冷却水通路内に突設され、この冷却水通路内に冷却水を噴出させる冷却水ノズルとを備えた水冷式エンジンにおいて、
前記シリンダヘッドは、シリンダ孔を覆う燃焼室天井壁の中央部近傍に点火プラグ挿入用の筒状壁が突設され、
前記冷却水ノズルを、前記燃焼室天井壁より冷却水通路の上流側であって、クランク軸の軸線方向から見て前記燃焼室天井壁と重なる位置に、冷却水が前記筒状壁に向けて噴出するように設けたことを特徴とする水冷式エンジン。
【請求項２】
請求項１記載の水冷式エンジンにおいて、
このエンジンは多気筒エンジンであり、
冷却水ノズルは、冷却水通路の上流側端部と、互いに隣接する気筒どうしの間とに設けられていることを特徴とする水冷式エンジン。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の水冷式エンジンにおいて、
シリンダヘッドは、クランク軸の軸線方向から見て一側部に吸気ポートが形成されるとともに、他側部に排気ポートが形成され、
冷却水ノズルは、クランク軸の軸線方向から見て前記吸気ポートと重なる位置と、前記排気ポートと重なる位置とにそれぞれ設けられていることを特徴とする水冷式エンジン。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちいずれか一つに記載の水冷式エンジンにおいて、
冷却水ノズルの冷却水噴出口は、シリンダの軸線方向において点火プラグ挿入用筒状壁の基部と略同じ高さに位置付けられていることを特徴とする水冷式エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダヘッドの冷却水通路内において相対的に温度が高くなる部位に向けて冷却水を噴出する冷却水ノズルを備えた水冷式エンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の水冷式エンジンとしては、例えば特許文献１で開示されたものがある。この特許文献１に示された水冷式エンジンは、多気筒ディーゼルエンジンで、このエンジンのシリンダヘッドには、吸気ポートおよび排気ポートと、これらのポートを形成する壁や燃焼室の天井壁などを冷却するための冷却水通路が形成されている。
【０００３】
前記吸気ポートと排気ポートは、１気筒当たり２つずつ設けられている。前記冷却水通路は、クランク軸の軸線方向に冷却水が流れるように形成されている。すなわち、この冷却水通路の冷却水入口は、クランク軸の軸線方向の一端部に形成され、冷却水出口は他端部に形成されている。前記冷却水入口は、シリンダブロックの冷却水通路に接続されている。
【０００４】
また、このシリンダヘッドは、前記冷却水通路内の相対的に温度が高くなる部位の冷却を促進するために冷却水噴出手段を備えている。この冷却水噴出手段は、相対的に温度が低いシリンダブロック内の冷却水をシリンダヘッド内の相対的に温度が高くなる部位に向けて噴出する構成が採られている。
このエンジンに装備されている前記冷却水噴出手段は、冷却水通路の両側壁にそれぞれ設けられた第１の冷却水ノズルと、この冷却水通路の底壁（シリンダブロックに取付けられる壁）に突設された第２の冷却水ノズルとから構成されている。
【０００５】
第１の冷却水ノズルは、前記側壁に他方の側壁に向けて突出するように形成されており、シリンダの軸線方向から見て各気筒の燃焼室部分を挟んで互いに対向する位置に設けられている。この冷却水ノズルは、冷却水通路内においてクランク軸の軸線方向に並ぶ吸気ポートと排気ポートとの間（燃焼室の天井壁の上方）を指向するように冷却水を噴出する。
【０００６】
第２の冷却水ノズルは、一端部から流入した冷却水を他端部から噴出する構造が採られており、前記他端部がシリンダヘッド内の冷却水通路内に臨むように冷却水通路の底壁に取付けられている。この冷却水ノズルの前記一端部は、シリンダブロックの冷却水通路に接続されている。第２の冷却水ノズルは、冷却水通路の底壁上であって、排気ポートと側壁との間に配設されている。
この第２の冷却水ノズルの冷却水噴出口は、冷却水通路の底壁面から天井壁側に離間した位置に開口し、排気ポートを形成する壁を指向するように形成されている。
【特許文献１】特開２００５−６９０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明者は、上述したように構成された水冷式ディーゼルエンジンの冷却技術を４サイクルエンジンに採用し、水冷式４サイクルエンジンにおいて最も高温になる点火プラグの取付部分の冷却を促進することを考えた。
しかしながら、上述した従来の冷却水噴出手段は、以下の２つの理由によって４サイクルエンジンの点火プラグ取付部分には低温な冷却水を当てることができないという問題があった。
【０００８】
第１の理由は、点火プラグは、冷却水通路の幅方向の中央部であって、吸気ポートと排気ポートとによって囲まれた部位に設けられており、第１、第２の冷却水ノズルから大きく離間した位置にあるからである。なお、この点火プラグは、冷却水通路の底壁から冷却水通路の天井側へ延びる筒状壁の内部に挿入され、前記底壁に螺着されている。
【０００９】
第２の理由は、従来の冷却水噴出手段は、冷却水通路内を流れる冷却水を横切るように冷却水を噴出するものだからである。したがって、この冷却水噴出手段から噴出された冷却水は、冷却水通路内を入口から出口に向けて流れる冷却水に押されることにより、流れる方向が変えられ出口側に流れることになる。このため、従来の冷却水噴出手段は、相対的に温度が低い冷却水を当てることができる範囲が狭くなってしまう。
【００１０】
すなわち、従来の冷却水噴出手段を仮に４サイクルエンジンに装備したとしても、低温な冷却水を点火プラグ取付部分に当てることはできないから、この部分を局部的に冷却することはできない。このため、４サイクルエンジンにおいても高温になる部分を局部的に冷却することができる冷却装置の提供が要請されていた。
【００１１】
本発明はこのような要請に応えるためになされたもので、点火プラグの取付部位などのように、相対的に高温になる部位を局部的に冷却することができる水冷式エンジン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】
【００１２】
この目的を達成するために、本発明に係る水冷式エンジンは、ラジエータ側から冷却水が供給される冷却水通路を有するシリンダブロックと、前記シリンダブロックの冷却水通路から冷却水が供給され、この冷却水をクランク軸の軸線方向に流す冷却水通路を有するシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドの冷却水通路内に突設され、シリンダブロックの冷却水通路の冷却水をシリンダヘッド内の冷却水通路内に噴出する冷却水ノズルとを備えた水冷式エンジンにおいて、前記シリンダヘッドは、シリンダ孔を覆う燃焼室天井壁の中央部近傍に点火プラグ挿入用の筒状壁が突設され、前記冷却水ノズルを、前記燃焼室天井壁より冷却水通路の上流側であって、クランク軸の軸線方向から見て前記燃焼室天井壁と重なる位置に、前記筒状壁に向けて冷却水を噴出するように配設したものである。
【００１３】
請求項２に記載した発明に係る水冷式エンジンは、請求項１に記載した水冷式エンジンにおいて、このエンジンは多気筒エンジンであり、冷却水ノズルを、冷却水通路の上流側端部と、互いに隣接する気筒どうしの間とに設けたものである。
【００１４】
請求項３に記載した発明に係る水冷式エンジンは、請求項１または請求項２に記載した水冷式エンジンにおいて、シリンダヘッドにおけるクランク軸の軸線方向から見て一側部に吸気ポートを形成するとともに、他側部に排気ポートを形成し、冷却水ノズルを、クランク軸の軸線方向から見て前記吸気ポートと重なる位置と、前記排気ポートと重なる位置とにそれぞれ設けたものである。
【００１５】
請求項４に記載した発明に係る水冷式エンジンは、請求項１ないし請求項３のうちいずれか一つに記載した水冷式エンジンにおいて、冷却水ノズルの冷却水噴出口を、シリンダの軸線方向において点火プラグ挿入用筒状壁の基部と略同じ位置に位置付けたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、冷却水ノズルから噴出した相対的に温度が低い冷却水は、冷却水通路内を流れる冷却水に乗って冷却水通路の底壁に沿うように点火プラグ挿入用の筒状壁に向けて流れる。
したがって、本発明に係る水冷式エンジンは、前記筒状壁の基部（点火プラグ取付部）に相対的に温度が低い冷却水を当てることができ、この部分を効率よく冷却することができる。この結果、本発明に係る水冷式エンジンは、最も高温になる点火プラグ取付部位の周辺近傍の温度を低下させるから、ノッキングが発生し難いものとなった。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、多気筒エンジンの全ての気筒において均等に高温部分の冷却を促進することができる。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、２つの冷却水ノズルによって点火プラグ挿入用筒状壁に２方向から斜めに低温な冷却水が送られる。このため、この筒状壁の基部をより一層効率よく冷却することができる。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、冷却水ノズルの冷却水噴出口から噴出した冷却水は、シリンダの軸線方向に大きく移動することなく点火プラグ挿入用筒状壁に向けて流れるようになる。
このため、この発明によれば、前記冷却水噴出口から噴出した冷却水と、シリンダヘッド内の冷却水通路内を流れる他の冷却水とが混ざり難くなるから、温度が相対的に低い冷却水を前記筒状壁に当てることができ、高い冷却効率が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る水冷式エンジンの一実施の形態を図１ないし図１４によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る水冷式エンジンの正面図、図２はシリンダヘッドの底面図、図３はシリンダヘッドの背面図、図４はシリンダヘッドとシリンダブロックの一部を示す断面図である。図４の破断位置を図２中にIV−IVによって示す。図５は図４における要部のV−V線断面図、図６および図７はシリンダヘッドとシリンダブロックの一部の断面図である。図６の破断位置を図２中にVI−VI線によって示し、図７の破断位置を図２中にVII−VII線によって示す。
【００２１】
図８は図７におけるシリンダヘッドのVIII−VIII線断面図、図９は図７におけるシリンダヘッドのIX−IX線断面図、図１０は図７におけるシリンダヘッドのX−X線断面図である。図１０中においては、図６の破断位置をVI−VI線によって示し、図７の破断位置をVII−VII線によって示す。図１１はヘッドガスケットの底面図、図１２は冷却水ノズルの断面図、図１３は冷却系の構成を示すブロック図、図１４は副冷却水通路の構成を説明するための斜視図である。
【００２２】
これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による水冷式エンジンを示す。このエンジン１は、自動車に搭載する水冷式４サイクルＶ型６気筒エンジンで、図１において左側に位置する第１の気筒列２と、同図において右側に位置する第２の気筒列３とを備えている。この明細書においては、図１に示すように、このエンジン１をクランク軸４の軸線方向から見た状態で、両気筒列２，３において左右方向の両側のうち、他方の気筒列に近接する一側部をＶバンク内側といい、他側部をＶバンク外側という。
【００２３】
また、この明細書においては、図１に示すように、クランク軸４に吸・排気カム軸５，６を接続する伝動手段７が位置する一端部を前端部といい、反対側（図１の紙面の裏側）を後端部という。この水冷式エンジン１の前端部には、図示してはいないが伝動手段７をを覆うためのフロントカバーが取付けられている。
上述した２つの気筒列２，３は、互いに同等の構成が採られているから、以下においては第１の気筒列２について詳細に説明し、第２の気筒列３の各部材の説明は同一符号を付して省略する。
【００２４】
第１の気筒列２と第２の気筒列３とは、図１に示すように、シリンダブロック８に気筒列２，３毎に突設されたシリンダ部８ａと、このシリンダ部８ａの上に取付けられたシリンダヘッド９と、このシリンダヘッド９の上部に設けられたカムハウジング９ａおよびヘッドカバー１０などによって構成されている。
前記シリンダブロック８の各シリンダ部８ａには、３気筒分のシリンダ孔１１がクランク軸４の軸線方向に並ぶように形成されている。図１において、１２はシリンダ孔１１に嵌挿されたピストンを示し、Ｓは燃焼室を示す。
【００２５】
前記シリンダヘッド９は、図７に示すように、後述する吸気ポート２１および排気ポート２２と、冷却水通路２３とが形成されており、シリンダブロック８の上にヘッドガスケット２４を介して載せられ、図示していないヘッドボルトによって取付けられている。このヘッドボルトを挿通するためのボルト孔を図２および図４中に符号２５で示す。吸気ポート２１は、シリンダヘッド９のＶバンク内側に設けられ、排気ポート２２は、シリンダヘッド９のＶバンク外側に設けられている。
【００２６】
前記吸気ポート２１は、下流側の端部に一対の分岐ポート２１ａ，２１ａ（図５参照）を有する二股状に形成されており、１気筒当たり２本の吸気弁２６によって開閉される。これらの吸気弁２６，２６は、図１に示すように、シリンダヘッド９に設けられた動弁装置２７によって駆動する。この動弁装置２７は、吸気カム軸５からロッカーアーム２８を介して吸気弁２６に駆動力を伝達する構造のものである。
シリンダヘッド９における吸気ポート２１の上流側端部の近傍には、前記一対の分岐ポート２１ａ，２１ａ内に向けて燃料を噴射するインジェクタ２９が取付られている。
【００２７】
前記排気ポート２２は、各気筒の排ガスを集合させて排気管（図示せず）に導く構成が採られている。詳述すると、排気ポート２２は、図９，１０に示すように、気筒毎に設けられた第１〜第３の上流部３１〜３３と、これらの上流部３１〜３３どうしを接続する合流部３４とから構成されている。この排気ポート２２は、その全域において、シリンダヘッド９の吸気ポート２１や燃焼室Ｓの天井壁３５（図７参照）などとともに鋳造によって成形されている。この排気ポート２２の前記第１〜第３の上流部３１〜３３を形成する壁を図１４において３６〜３８で示し、合流部３４を形成する壁を３９で示す。
【００２８】
第１〜第３の上流部３１〜３３のうち、第１の上流部３１は、図９に示すように、シリンダヘッド９の前端部９Ａ（水冷式エンジン１の前記前端部に対応する一端部）に位置し、第３の上流部３３は、シリンダヘッド９の後端部に位置し、第２の上流部３２は、第１の上流部３１と第３の上流部３３との間に位置している。
【００２９】
これらの第１〜第３の上流部３１〜３３は、図７に示すように、燃焼室Ｓからシリンダヘッド９のＶバンク外側であって上側に延びるように形成されている。また、これらの上流部は、図９に示すように、上流側の端部に一対の分岐ポート３１ａ，３１ａ，３２ａ，３２ａ，３３ａ，３３ａを有する二股状に形成されている。これらの分岐ポートは、それぞれ排気弁４１によって開閉される。これらの排気弁４１は、図１に示すように、排気カム軸６とロッカーアーム４２とを有する前記動弁装置２７によって駆動する。
【００３０】
前記合流部３４は、図９，１０および図１４に示すように、シリンダヘッド９の前端部９Ａに上流端が位置し、この上流端からシリンダヘッド９の後端部９Ｂに延びるように形成されている。この合流部３４の上流端は、第１の上流部３１の下流端に段差などが形成されることがないように接続されている。一方、合流部３４の下流側の端部は、第３の上流部３３の下流端をＶバンク外側に延長したような形状に形成されている。
【００３１】
合流部３４の下流端は、図１０に示すように、シリンダヘッド９のＶバンク外側の側面４３に開口している。この側面４３は、図示していない排気管を取付けるための取付座を構成している。この排気管の中間部には過給器が設けられている。前記側面４３が形成されているシリンダヘッド９のＶバンク外側の側部４４には、図７および図９，１０に示すように、側方に向けて解放する凹陥部４５が形成されている。排気ポート２２の合流部３４を形成する壁３９の一部は、この凹陥部４５の底の一部を構成しており、エンジン１の外側に露出している。
【００３２】
上述した吸気ポート２１や排気ポート２２などと一体に形成された前記天井壁３５には、図２，６，７に示すように、その下面を上方に凹ませるようにして凹部４６が形成されている。前記吸気ポート２１の下流端および排気ポート２２の上流端は、この凹部４６に開口している。
また、この天井壁３５におけるクランク軸４の軸線方向から見てシリンダの軸線Ｃと交差する部位には、図６に示すように、１気筒当たり２本の点火プラグ４７が取付けられている。これら２本の点火プラグ４７は、シリンダの軸線方向から見て燃焼室Ｓの略中央部と、これよりシリンダヘッド９の前端部９Ａ側に離間した燃焼室Ｓの周縁部とに位置するように設けられている。燃焼室Ｓの略中央部に位置する点火プラグ４７を以下単にセンタープラグ４７といい、燃焼室Ｓの周縁部に位置する点火プラグ４７を以下単にサイドプラグ４７という。
【００３３】
これらの点火プラグ４７は、シリンダヘッド９に１気筒当たり２本形成された筒状壁５１，５２（図８〜図１０参照）の内部にそれぞれ挿入され、図６に示すように、前記天井壁３５に穿設されたプラグ孔５３に螺着している。センタープラグ４７は筒状壁５１内に挿入され、サイドプラグ４７は筒状壁５２内に挿入されている。これらの筒状壁５１，５２は、図６に示すように、前記天井壁３５から後述する冷却水通路２３内を上方へ延びるように形成されている。
【００３４】
これらの筒状壁５１，５２の上端部は、冷却水通路２３の上壁５４に接続されている。また、これらの筒状壁５１，５２は、図８〜図１０に示すように、クランク軸４の軸線方向に互いに離間するように形成されている。この実施の形態による点火プラグ４７および筒状壁５１，５２は、図６に示すように、クランク軸４の軸線方向から見て上方に向かうにしたがって次第にＶバンク外側に位置するように傾斜している。
【００３５】
シリンダヘッド９内に形成されている冷却水通路２３は、図８および図１３に示すように、シリンダヘッド９の前端部９Ａから後端部９Ｂに向けて延びるように形成されている。この冷却水通路２３は、図２に示すように、シリンダヘッド９の前端部９Ａ（図２においては上端部）に形成された主入口５５と、気筒毎に燃焼室Ｓ（凹部４６）を囲むような位置に設けられた副入口５６と、センタープラグ４７と対応する位置に設けられた貫通孔５７と、シリンダヘッド９の底壁５８（シリンダブロック８に取付けられる壁）に取付けられた後述する冷却水ノズル５９と、ヘッドガスケット２４における前記主、副入口５５，５６や貫通孔５７および冷却水ノズル５９と対向する位置に穿設された孔６１〜６４（図１１参照）とを介してシリンダブロック８内の冷却水通路６５（図６，７および図１３参照）に接続されている。
【００３６】
前記主入口５５と、副入口５６と、貫通孔５７および冷却水ノズル５９にそれぞれ流入する冷却水の量は、ヘッドガスケット２４に穿設された孔６１〜６４の開口面積の大きさによって決められる。この実施の形態においては、主入口５５に最も多く冷却水が流入するように、これらの孔６１〜６４の開口面積が設定されている。
シリンダヘッド９の下面に開口する孔のうち、副入口５６と同様に燃焼室Ｓ（凹部４６）を囲むような位置に設けられている孔６６は、ヘッドガスケット２４によって閉塞されることになるために冷却水が通ることはない。この孔６６は、例えば冷却水通路形成用の中子（図示せず）の脚部によって形成されたものである。なお、ヘッドガスケット２４には、上述した冷却水を通すための孔６１〜６４の他に、ヘッドボルトを通すための孔６７と、オイルを通すための孔６８などが穿設されている。
【００３７】
シリンダブロック８内の冷却水通路６５は、図１３に示すように、冷却水供給通路７１によって冷却水ポンプ７２の吐出口に接続されている。冷却水ポンプ７２の吸込口は、従来からよく知られているサーモスタット７３を介してラジエータ７４の冷却水出口７４ａまたはラジエータバイパス通路７５の下流側端部に接続されている。ラジエータ７４の冷却水入口７４ｂは、冷却水戻り通路７６によってシリンダヘッド９の冷却水出口７８に接続されている。前記ラジエータバイパス通路７５の上流側端部は、この冷却水戻り通路７６の中間部に接続されている。
【００３８】
シリンダヘッド９の冷却水出口７８は、図３および図１０に示すように、シリンダヘッド９の後端部９ＢであってＶバンク内側（図３においては左側）に形成されており、シリンダヘッド９の後面に開口している。シリンダヘッド９は、図１に示すように、Ｖバンク内側が相対的に高くなるように傾斜した状態でシリンダブロック８に取付けられる。すなわち、冷却水出口７８は、シリンダヘッド９をシリンダブロック８に取付けた状態では冷却水通路２３の相対的に高い位置に位置することになる。
【００３９】
このため、シリンダヘッド９の冷却水通路２３内に混入した空気は、冷却水通路２３内に残留することがなく冷却水出口７８から排出される。このようにシリンダヘッド９の後端部９Ｂに冷却水出口７８が形成されるとともに、シリンダヘッド９の前端部９Ａに主入口５５が形成されているために、シリンダヘッド９の冷却水通路内の冷却水は、図８および図１３中に矢印によって示すように、シリンダヘッド９の前端部９Ａ側から後端部９Ｂ側へ流れる。
【００４０】
シリンダヘッド９内の冷却水通路２３は、図８に示すように、燃焼室の天井壁３５に沿ってシリンダヘッド９の前端部９Ａから後端部９Ｂに延びる主冷却水通路８１と、シリンダヘッド９の前端部９ＡからＶバンク外側を通って後端部９Ｂに延びる副冷却水通路８２とから構成されている。この副冷却水通路８２の両端部（上流側端部と下流側端部）は主冷却水通路８１の両端部に接続されている。前記主、副入口５５，５６や後述する貫通孔５７および冷却水ノズル５９は、主冷却水通路８１内に位置している。
【００４１】
主冷却水通路８１は、図４，６，７および図８〜図１０に示すように、燃焼室Ｓの天井壁３５を含むシリンダヘッド９の底壁５８（シリンダブロック８に取付けられる壁）と、この底壁５８を挟んで燃焼室Ｓとは反対側に位置する前記上壁５４と、シリンダヘッド９のＶバンク内側に位置する内側壁８３と、シリンダヘッド９の前端部９Ａに位置する前壁８４と、シリンダヘッド９の後端部９Ｂに位置する後壁８５とによって囲まれた空間によって形成されている。
【００４２】
前記底壁５８には、図８に示すように、主冷却水通路８１と副冷却水通路８２とを底壁５８の近傍において仕切るための仕切壁８６が上方へ突出する状態で一体に形成されている。この仕切壁８６は、図６に示すように、排気ポート２２の第２の上流部３２と底壁５８とによって挟まれた部位に形成されている。また、この仕切壁８６は、図１４に示すように、主冷却水通路８１内に立設された２つのヘッドボルト挿通用の筒状壁８７，８７どうしの間に架け渡されている。なお、図１４では、排気ポート２２の周辺に形成された冷却水通路の構成を示しており、プラグ挿入用の筒状壁５１，５２や後述する冷却水ノズル５９などの部材は省略して描いてある。前記ヘッドボルト挿通用筒状壁８７，８７には、ボルト孔２５の他に、シリンダヘッド９の上方に位置する動弁カム室８８（図１参照）からオイルを下方に流下させるためのオイル孔８９が穿設されている。
【００４３】
前記上壁５４には、図６，９，１０および図１４に示すように、主冷却水通路８１内を流れる冷却水を副冷却水通路８２側に導くための板９１と、主冷却水通路８１と副冷却水通路８２とを上壁５４の近傍において仕切るための突条９２とがそれぞれ下方に突出する状態で一体に形成されている。前記板９１は、図１０に示すように、この水冷式エンジン１の各気筒列２，３に３つずつ設けられている気筒のうち、前端部側の気筒と中央部の気筒との間と、中央部の気筒と後端部側の気筒との間とに対応する２箇所にそれぞれ設けられている。前記突条９２は、図１０に示すように、前記前壁８４から後壁８５の近傍まで延びるように形成されている。
【００４４】
前記内側壁８３は、図７に示すように、吸気ポート２１を形成する壁９３を含むように形成されている。吸気ポート２１を形成する壁９３には、吸気弁２６の弁軸を支持するための凸部９３ａが形成されている。この凸部９３ａと前記上壁５４とによって形成された角部分には、図７，９，１０に示すように、主冷却水通路８１内を流れる冷却水をセンタープラグ挿入用の筒状壁５１に導くための突起９４が設けられている。
【００４５】
前記底壁５８に設けられた貫通孔５７は、シリンダブロック８の冷却水通路６５内の冷却水をセンタープラグ用筒状壁５１の基部５１ａ（図６参照）に直接当てるためのもので、前記基部５１ａを指向するように底壁５８に斜めに穿設されている。
【００４６】
前記冷却水ノズル５９は、図４および図１２に示すように、有底円筒状に形成されており、その底部５９ａが主冷却水通路８１内に臨むように底壁５８に立設されている。冷却水ノズル５９の底部５９ａであって外周部には、冷却水が噴出する噴出口５９ｂが形成されている。
【００４７】
この冷却水ノズル５９を底壁５８に立設するに当たっては、底壁５８に取付用の孔９５（図２参照）を穿設し、この孔９５に冷却水ノズル５９をシリンダブロック８側から圧入することによって行う。冷却水ノズル５９は、１気筒当たり２本取付けられている。詳述すると、この冷却水ノズル５９は、図８に示すように、底壁５８における気筒毎の天井壁３５より主冷却水通路８１の上流側であって、図４に示すように、クランク軸４の軸線方向から見て前記天井壁３５と重なる位置に取付けられている。この実施の形態による冷却水ノズル５９は、図２に示すように、主冷却水通路８１の上流側端部と、互いに隣接する凹部４６どうしの間（互いに隣接する気筒どうしの間）とにそれぞれ設けられている。
【００４８】
また、１気筒当たり２本設けられた冷却水ノズル５９，５９のうち一方の冷却水ノズル５９は、図４に示すように、クランク軸４の軸線方向から見て吸気ポート２１の下流側端部と重なる位置に設けられ、他方の冷却水ノズル５９は、排気ポート２２の上流側端部と重なる位置に設けられている。
換言すれば、これら２本の冷却水ノズル５９，５９は、図２に示すように、シリンダヘッド９の底面に描いた２本の仮想線Ｌ１，Ｌ２によって挟まれた範囲内に位置付けられている。２本の仮想線Ｌ１，Ｌ２は、シリンダヘッド９の底壁５８に設けられた３箇所の燃焼室形成用の凹部４６の周縁に接し、クランク軸４の軸線方向に延びている。
【００４９】
また、前記冷却水ノズル５９は、図５に示すように、噴出口５９ｂがサイドプラグ挿入用筒状壁５２と、排気ポート２２の第１〜第３の上流部３１〜３３との間を通してセンタープラグ挿入用筒状壁５１の基部５１ａを指向するように位置決めされている。
さらに、この冷却水ノズル５９の長さは、底壁５８に取付けられた状態において、冷却水噴出口５９ｂと、センタープラグ挿入用筒状壁５１の基部５１ａとがシリンダの軸線方向において略同じ位置（高さ）に位置付するように設定されている。
【００５０】
この実施の形態による冷却水ノズル５９は、図４に示すように、クランク軸４の軸線方向から見て噴出口５９ｂがサイドプラグ挿入用筒状壁５２の基部５２ａの横に位置するように構成されている。このサイドプラグ挿入用筒状壁５２の基部５２ａは、センタープラグ挿入用筒状壁５１の基部５１ａと同じ高さに位置するように形成されている。
【００５１】
前記副冷却水通路８２は、図６〜８および図１４に示すように、排気ポート２２の周囲に冷却水が流れるように形成されている。詳述すると、副冷却水通路８２は、前記底壁５８からＶバンク外側に突出する下壁１０１と、前記上壁５４における主冷却水通路８１からＶバンク外側に延在する上壁延在部１０２と、シリンダヘッド９のＶバンク外側に位置する外側壁１０３と、前記前壁８４における主冷却水通路８１からＶバンク外側に延在する前壁延在部１０４と、前記後壁８５における主冷却水通路８１からＶバンク外側に延在する後壁延在部１０５とによって囲まれた空間により形成されている。
【００５２】
前記外側壁１０３は、シリンダヘッド９のＶバンク外側に形成された前記凹陥部４５の底を形成している。すなわち、排気ポート２２の合流部３４を形成する壁３９は、前記外側壁１０３の一部を構成している。また、副冷却水通路８２は、図４，６，７および図１４に示すように、排気ポート２２と、前記下壁１０１と平行に延びる隔壁１０６とによって下部通路１０７と上部通路１０８とに分けられている。
【００５３】
下部通路１０７は、図８に示すように、前壁延在部１０４と第１の上流部３１との間に形成された第１の連通口１１１と、第１の上流部３１と前記仕切壁８６（ヘッドボルト挿通用の筒状壁８７）との間に形成された第２の連通口１１２と、前記仕切壁８６と第３の上流部３３との間に形成された第３の連通口１１３と、第３の上流部３３と後壁延在部１０５との間に形成された第４の連通口１１４とによって主冷却水通路８１に連通されている。
【００５４】
上部通路１０８は、図１４に示すように、上壁５４に設けられた突条９２と、この突条９２の下方に位置する部材との間において主冷却水通路８１に連通している。突条９２の下方に位置する部材とは、排気ポート２２の第１〜第３の上流部３１〜３３を形成する壁３６〜３８と底壁５８とである。
【００５５】
上述したように構成された水冷式エンジン１においては、冷却水ポンプ７２の運転により冷却水がシリンダブロック８の冷却水通路６５から主入口５５、副入口５６、貫通孔５７および冷却水ノズル５９を通ってシリンダヘッド９の主冷却水通路８１内に流入する。主冷却水通路８１内に流入した冷却水のうち一部は副冷却水通路８２に流入し、他の冷却水は、主冷却水通路８１内をクランク軸４の軸線方向に流れる。
【００５６】
副冷却水通路８２に流入した冷却水は、排気ポート２２の第１〜第３の上流部３１〜３３を形成する壁３６〜３８と、合流部３４を形成する壁３９とを冷却する。
主冷却水通路８１内を流れる冷却水は、燃焼室Ｓの天井壁３５と、センタープラグ挿入用筒状壁５１およびサイドプラグ挿入用筒状壁５２と、天井壁３５から延びる前記壁３６〜３８の上流側端部などを冷却する。
【００５７】
主冷却水通路８１内を流れる冷却水の温度は、シリンダブロック８の冷却水通路６５内を流れる冷却水の温度より高くなる。また、主冷却水通路８１内の圧力は、シリンダブロック８の冷却水通路６５内の圧力より低くなる。このため、主冷却水通路８１内の圧力と副冷却水通路８２内の圧力とに圧力差が生じる。
【００５８】
この圧力差により、シリンダブロック８の冷却水通路６５内の相対的に温度が低い冷却水の一部がヘッドガスケット２４の孔６４と冷却水ノズル５９内とを通って主冷却水通路８１内に噴出する。この冷却水の噴出する方向は、噴出口５９ｂが指向する方向であり、センタープラグ挿入用の筒状壁５１の基部５１ａを指向する方向である。
【００５９】
冷却水ノズル５９から噴出した冷却水は、主冷却水通路８１内を流れる冷却水に乗って底壁５８に沿うようにセンタープラグ挿入用筒状壁５１の基部５１ａに向けて流れる。
したがって、この実施の形態による水冷式エンジン１は、前記筒状壁５１の基部５１ａに相対的に温度が低い冷却水を当てることができ、この相対的に温度が高くなる部分を効率よく冷却することができる。この結果、この実施の形態による水冷式エンジン１では、最も高温になる点火プラグ４７取付部分の周辺近傍の温度が低下するためか、ノッキングが発生し難いものとなった。
【００６０】
この実施の形態による冷却水ノズル５９は、主冷却水通路８１の上流側端部と、互いに隣接する気筒どうしの間とに設けられている。このため、この実施の形態によれば、各気筒列２，３に設けられている３つの気筒において均等に高温部分の冷却を促進することができる。
【００６１】
この実施の形態による冷却水ノズル５９は、クランク軸４の軸線方向から見て吸気ポート２１と重なる位置と、排気ポート２２と重なる位置とにそれぞれ設けられている。このため、この実施の形態においては、１気筒当たり２本の冷却水ノズル５９，５９によってセンタープラグ挿入用筒状壁５１に２方向から斜めに低温な冷却水が送られるようになり、この筒状壁５１の基部５１ａをより一層効率よく冷却することができる。特に、２本の点火プラグ４７，４７を冷却水通路の上流側と下流側とに並べて装備する場合、下流側に位置するセンタープラグ挿入用筒状壁５１は冷却水が当たり難くなるが、上述したように２本の冷却水ノズル５９，５９を使用することによって、下流側に位置するセンタープラグ挿入用筒状壁５１を確実に冷却することができる。
【００６２】
この実施の形態による冷却水ノズル５９の噴出口５９ｂは、シリンダの軸線方向においてセンタープラグ挿入用筒状壁５１の基部５１ａと略同じ位置（同じ高さ）に位置付けられている。このため、この実施の形態によれば、冷却水噴出口５９ｂから噴出した冷却水は、シリンダの軸線方向に大きく移動することなくセンタープラグ挿入用筒状壁５１に向けて流れるようになる。
この結果、前記噴出口５９ｂから噴出した冷却水と、主冷却水通路８１内を流れる相対的に温度が高い他の冷却水とが混ざり難くなるから、温度が相対的に低い冷却水を前記筒状壁５１に当てることができ、高い冷却効率が得られる。
【００６３】
この実施の形態による水冷式エンジン１のシリンダヘッド９は、各気筒の排ガスを合流させる構造の排気ポート２２が形成されている。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはなく、排気ポート２２が気筒毎に独立するように形成された一般的な水冷式エンジンに適用することができる。また、本発明は、Ｖ型エンジンとは別のエンジン、例えば自動車用の直列多気筒エンジンや、自動二輪車用の単気筒エンジンにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る水冷式エンジンの正面図である。
【図２】シリンダヘッドの底面図である。
【図３】シリンダヘッドの背面図である。
【図４】シリンダヘッドとシリンダブロックの一部を示す断面図である。
【図５】図４における要部のVーV線断面図である。
【図６】シリンダヘッドとシリンダブロックの一部を示す断面図である。
【図７】シリンダヘッドとシリンダブロックの一部を示す断面図である。
【図８】図７におけるシリンダヘッドのVIII−VIII線断面図である。
【図９】図７におけるシリンダヘッドのIX−IX線断面図である。
【図１０】図７におけるシリンダヘッドのX−X線断面図である。
【図１１】ヘッドガスケットの底面図である。
【図１２】冷却水ノズルの断面図である。
【図１３】冷却系の構成を示すブロック図である。
【図１４】副冷却水通路の構成を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
１…水冷式エンジン、４…クランク軸、８…シリンダブロック、９…シリンダヘッド、１１…シリンダ孔、２１…吸気ポート、２２…排気ポート、２３，６５…冷却水通路、３５…天井壁、４７…点火プラグ、５１，５２…筒状壁、５１ａ，５２ａ…基部、５９…冷却水ノズル、７４…ラジエータ、８１…主冷却水通路、Ｓ…燃焼室。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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