(57)【要約】    【課題】各気筒の排気ポートを内部で集合させてから排気管に接続する構成のエンジンのシリンダヘッドにおいて、シリンダヘッドの製造性の悪化を招くことなく、排気ポート集合部及び排気ポート出口部を効果的に冷却できるシリンダヘッド構造を提供する。    【解決手段】各気筒から延びる排気ポートを集合させた排気ポート集合部を内部に有するエンジンのシリンダヘッド１において、シリンダブロック２０と接合する接合面の前記排気ポート集合部下方に位置する部分に凹部を設け、前記シリンダブロック２０との接合状態にて前記凹部がオイル又は水を流通させる空間８を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各気筒から延びる排気ポートを集合させた排気ポート集合部を内部に有するエンジンのシリンダヘッドにおいて、
シリンダブロックと接合する接合面の前記排気ポート集合部下方に位置する部分に凹部を設け、前記シリンダブロックとの接合状態にて、前記凹部がオイル又は水を流通させる空間を形成することを特徴とするエンジンのシリンダヘッド。
【請求項２】
前記空間は、アッパーデッキに開口する第１オイル通路に接続されるとともに前記シリンダブロック側に形成される第２オイル通路に接続され、
前記アッパーデッキ側のオイルを前記第１オイル通路、前記空間及び前記第２オイル通路を経てオイルパンへと戻すように構成されることを特徴とする請求項１記載のエンジンのシリンダヘッド。
【請求項３】
前記空間は、前記排気ポート集合部の気筒列方向の両側に形成される一対の前記第１オイル通路に接続されることを特徴とする請求項２記載のエンジンのシリンダヘッド。
【請求項４】
前記空間は、冷却水を循環させるウォータージャケットの一部を構成することを特徴とする請求項１記載のエンジンのシリンダヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのシリンダヘッドに関し、特に、各気筒の排気ポートを内部で集合させてから排気管に接続する構成のエンジンのシリンダヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
各気筒の排気ポートを内部で集合させてから排気管に接続するようにしたエンジンのシリンダヘッドとしては、例えば、特許文献１に記載のものがある。このシリンダヘッドでは、各気筒の排気ポートが集合する排気ポート集合部の上面及び下面のそれぞれを覆うようにウォータージャケットが設けられている。
【特許文献１】特開２０００−１６１１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来のシリンダヘッドでは、ウォータージャケットが排気ポート集合部を十分に覆っているとは言えず、排気ポート集合部、さらには排気ポート出口部の冷却を十分に行うことができない。
【０００４】
また、上記の構造において、排気ポート集合部及び排気ポート出口部を十分に冷却しようとした場合には、ウォータージャケットの排気ポート出口方向への張り出し容積を大きくする必要があるが、このようにすると、シリンダヘッド内部に大きな空間を確保しなければならないため、シリンダヘッドの製造性（鋳造性）が悪化する。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題に着目してなされたものであり、各気筒の排気ポートを内部で集合させてから排気管に接続する構成のシリンダヘッドにおいて、シリンダヘッドの製造性の悪化を招くことなく、排気ポート集合部及び排気ポート出口部を効果的に冷却できるシリンダヘッド構造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】
【０００６】
このため、本発明は、各気筒から延びる排気ポートを集合させた排気ポート集合部を有するエンジンのシリンダヘッドにおいて、シリンダブロックと接合する接合面の前記排気ポート集合部下方に位置する部分に凹部を設け、前記シリンダブロックとの接合状態にて、前記凹部がオイル又は水を流通させる空間を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、外側面であるシリンダブロックとの接合面に凹部を設け、この凹部によって排気ポート集合部の下方にオイル又は水を流通させる空間を形成するので、シリンダヘッドの内部にウォータジェット用の大きな空間を確保する（大きく張り出させる）必要がなく、シリンダヘッドの製造（鋳造）性の悪化を回避しつつ、排気ポート集合部及び排気ポート出口部を効果的に冷却できるシリンダヘッド構造とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
【０００９】
図１、２は、本発明の一実施形態に係る直列３気筒エンジンのシリンダヘッドの構造を示している。Ｖ型６気筒エンジンの片側バンクのシリンダヘッドとしてもよい。図１はシリンダヘッドの平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。なお、図２中のＷ１〜Ｗ３はウォータージャケットを示している。
【００１０】
アルミニウム合金等を用いて鋳造により一体形成されるシリンダヘッド１には、３つのシリンダ（気筒）ごとに吸気ポート３ａ，３ｂ，３ｃ及び排気ポート４ａ，４ｂ，４ｃが形成されている。
【００１１】
各気筒の吸気ポート３ａ，３ｂ，３ｃは、その一端が各燃焼室２ａ，２ｂ，２ｃ付近で分岐壁５ａ，５ｂ，５ｃによってそれぞれ二つに分岐されて各燃焼室２ａ，２ｂ，２ｃに開口しており、他端はシリンダヘッド１の吸気側端面１ａにそれぞれ開口している。そして、この吸気側端面１ａに図示しない吸気マニホールドが接続される。
【００１２】
各気筒の排気ポート４ａ，４ｂ，４ｃは、その一端が各燃焼室２ａ，２ｂ，２ｃ付近で分岐壁６ａ，６ｂ，６ｃによってそれぞれ二つに分岐されて各燃焼室２ａ，２ｂ，２ｃに開口しており、他端はシリンダヘッド１内の気筒列方向のほぼ中央で集合（合流）した後にシリンダヘッド１の排気側端面１ｂに開口している。すなわち、各気筒から延びる３つの排気ポートのうち、気筒列方向の両端の排気ポート４ａ，４ｃが中央の排気ポート４ｂに向かって形成され、これら３つの排気ポート４ａ，４ｂ，４ｃが排気ポート集合部７で集合して一つの排気ポートとなってシリンダヘッド１の排気側端面１ｂに開口している。そして、この排気側端面１ｂに排気管（図示省略）がガスケット（同じく図示省略）等のシール部材を介して接続される。
【００１３】
また、図からも明らかなように、本実施形態に係るシリンダヘッド１は、排気ポート集合部７から排気ポートの出口部が開口する排気側端面１ｂまでの部分が、シリンダヘッド（本体）側面１ｃから張り出して形成されている。
【００１４】
シリンダヘッド１と接合されるシリンダブロック２０は、シリンダヘッド１の張り出し部分（すなわち、排気ポート集合部７から排気側端面１ｂまでの部分）に対応するように排気側に張り出し部分を有している。このため、本実施形態に係るシリンダヘッド１は、張り出し部分である排気ポート集合部７の下方においてもシリンダブロック２０と接合される。
【００１５】
ここで、本実施形態の特徴的な構造として、シリンダブロック２０（側の接合面）と接合されるシリンダヘッド１の接合面の排気ポート集合部７下方に位置する部分には凹部が形成されており、この凹部によって、シリンダブロック２０との接合状態に、排気ポート集合部７の下方を気筒列方向に延びる空間８が形成されるようになっている。
【００１６】
空間８の上部には、一対のオイル通路（第１オイル通路）１０ａ，１０ｂが接続され、空間８の下部には、シリンダブロック２０側のオイル通路（第２オイル通路）２１に接続される。
【００１７】
第１オイル通路１０ａ，１０ｂは、その一端がそれぞれアッパーデッキ９の排気側端部近傍に開口しており、排気ポート集合部７の気筒列方向の両側に、排気ポート集合部７を挟むように形成されている。
【００１８】
第２オイル通路２１は、シリンダブロック２０に形成されており、通過するオイルを図示しないオイルパンへと戻すためのものである。
【００１９】
アッパーデッキ９は、その底面が吸気側から排気側に向かって徐々に下降する傾斜面となっている。このため、アッパーデッキ９上のオイルは、第１オイル通路１０ａ，１０ｂが開口する排気側端部に向かって流れることになる。
【００２０】
したがって、本実施形態における空間８は、アッパーデッキ９からオイルパンに至るオイル戻し通路の一部を構成し、アッパーデッキ９側のオイルは、図２中の矢印で示すように、第１オイル通路１０ａ，１０ｂ、空間８及び第２オイル通路２１をへてオイルパンへと戻されることになる。
【００２１】
ここで、本実施形態では、上述したように、シリンダヘッド１が張り出し部分を有することから、これに対応してアッパーデッキ９も排気側端面１ｂ付近まで延びるように形成して、第１オイル通路１０ａ，１０ｂを、排気ポート集合部７の気筒列方向の両側で、かつ排気側端面１ｂに近接する位置に設けている。これは、第１オイル通路１０ａ，１０ｂを、特に高温となり易い排気側端面１ｂ（排気ポート出口部）にできるだけ近づけて、第１オイル通路１０ａ，１０ｂを通過するオイルによる冷却効果を高めるためである。
【００２２】
また、図３（図２のＢ−Ｂ断面図である）に示すように、空間８の上面、すなわち、排気ポート集合部７の下部に近接する部分は、複数のリブ等によって放熱フィン状に形成されており、空間８を流通するオイルが接触する面積を増大させて、排気ポート集合部７の冷却性能を高めるようにしている。
【００２３】
以上のような構成とすれば、アッパーデッキ９側のオイルは、第１オイル通路１０ａ、１０ｂ、空間８及びシリンダブロック２０側の第２オイル通路２１を経てオイルパンへと戻されることとなり、その際に、第１オイル通路１０ａ、１０ｂ及び空間８を通過するオイルによって排気ポート集合部７及び排気ポート出口部が冷却される。
【００２４】
すなわち、各気筒から延びる排気ポート４ａ、４ｂ、４ｃを集合させた排気ポート集合部７を有するシリンダヘッド１において、シリンダブロック２０との接合面の排気ポート集合部７下方に位置する部分に凹部を設け、該凹部によってオイルを流通させる空間８を形成することにより、シリンダヘッド１の内部にウォータージャケットのための大きな空間を確保する（張り出させる）必要がなく、シリンダヘッドの製造（鋳造）性の悪化を回避しつつ、高温となり易い排気ポート集合部７及び排気ポート出口部を効果的に冷却することができる。
【００２５】
ところで、上記実施形態では、シリンダヘッド１側の接合面に形成した凹部のみによってオイルを流通させる空間８を形成しているが、シリンダブロック２０側の接合面にも凹部（又は凸部）を形成し、シリンダヘッド１側の凹部とシリンダブロック２０側の凹部（又は凸部）とによって空間８を形成してもよい。
【００２６】
また、空間８とアッパーデッキ９との間を一対の第１オイル通路１０ａ、１０ｂによって接続しているが、これに限るものではなく、アッパーデッキ９に開口する少なくとも１つのオイル通路を排気ポート集合部７に隣接して配置し、これを空間８に接続させるようにすればよい。
【００２７】
さらに、単にアッパーデッキ９上に溜まったオイルが第１オイル通路１０ａ，１０ｂを通過する構成としてもよいが、排気ポート集合部７及び排気ポート出口部を冷却するためのオイル（冷却用オイル）を積極的に供給するようにしてもよい。例えば、オイルポンプ（図示省略）からの冷却用オイルを、アッパーデッキ９上に（より好ましくは、第１オイル通路１０ａ，１０ｂの開口近傍に）供給するように構成すればよい。この場合には、図４（図１のＣ部に対応する図である）に示すように、第１オイル通路１０ａ，１０ｂとは別にオイル落とし穴１１ａ，１１ｂを設けておき、このオイル落とし穴１１ａ，１１ｂを介して冷却用オイルの余剰分をオイルパンに戻す構成としておくのが好ましい。
【００２８】
このようにすれば、排気ポート集合部７及び排気ポート出口部をさらに効果的に冷却できるばかりでなく、さらに、始動時にオイルを供給してオイル温度を早期に上昇させることも可能となり、オイル粘度の早期低下により燃費向上を図ることもできる。
【００２９】
ここで、上記のように、冷却用オイルをアッパーデッキ９に供給するように構成した場合には、第１オイル通路１０ａ，１０ｂを通過するオイル流量（第１オイル通路の総通路断面積）を、第２オイル通路２１を通過するオイル流量（第２オイル通路の通路断面積）よりも大きくしておくのが好ましい。このようにすれば、冷却用オイルが第１オイル通路１０ａ，１０ｂを満たした状態を確保しつつ冷却用オイルを循環させることができ、排気ポート集合部７及び排気ポート出口部をより効果的に冷却できることになる。なお、この場合、アッパーデッキ９上にオーバーフローした冷却用オイルは、オイル落とし穴１１ａ，１１ｂを介してオイルパンへと戻されることになる。
【００３０】
なお、以上の説明では、排気ポート集合部７の下方に形成される空間にオイルを流通させる構成について説明したが、同空間に冷却水を流通させる構成としてもよい。
【００３１】
図５（図２に対応する図である）は、上記実施形態と同様にして形成される空間をウォータージャケットの一部として構成した例（第２実施形態）を示している。
【００３２】
図５において、シリンダヘッド１のシリンダブロック２０との接合面において、排気ポート集合部７の下方に位置する部分には凹部が形成されており、シリンダブロック２０との接合状態において、該凹部によって、排気ポート集合部７の下方を気筒列方向に延びる空間８０が形成され、この空間８０は、シリンダブロック２０側のウォータージャケットＷ３に接続されている。このため、冷却水が排気ポート集合部７の下方を流れることとなり、高温になり易い排気ポート集合部７を冷却する。
【００３３】
また、排気ポート集合部７の気筒列方向の両側には、オイル通路１００が形成される。このオイル通路１００は、上記実施形態における第１オイル通路１０ａ，１０ｂに相当するものであり、一端がアッパーデッキ９に開口するとともに、他端がシリンダブロック２０側のオイル通路２１０に接続しており、アッパーデッキ９側のオイルをオイルパンへと戻すようになっている。なお、その他の構成については、上記実施形態と同様であるのでここでの説明は省略する。
【００３４】
このような構成としても、冷却水とオイルとによって、排気ポート集合部７及び排気ポート出口部を効果的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るシリンダヘッドを示す図（平面図）である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】上記第１実施形態の変形例を示し、図１のＣ部に対応する図である。
【図５】他の実施形態に係るシリンダヘッド構造を示す図であり、図２に対応する図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…シリンダヘッド、２…燃焼室、３ａ，ｂ，ｃ…吸気ポート、４ａ，ｂ，ｃ…排気ポート、７…排気ポート集合部、８，８０…空間、９…アッパーデッキ、１０ａ，ｂ…第１オイル通路、２０…シリンダブロック、２１…第２オイル通路、Ｗ１〜Ｗ３…ウォータージャケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008267184.tif 000006
【図５】
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