(57)【要約】【課題】シリンダヘッドのウォータジャケット構造を改良して、冷却性能の向上と製造性の向上を図る。【解決手段】複数の排気ポート２を集合させた排気集合部を一体形成したシリンダヘッド１において、燃焼室部を冷却するウォータジャケット１１と、排気集合部を冷却するウォータジャケット２１（上下のウォータジャケット２１Ａ，２１Ｂとこれらを連通するウォータジャケット２１Ｃとで構成される）とを、分割して形成し、それぞれのウォータジャケット１１，２１への冷却水流量を独立して調整可能なように分割して形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の排気ポートを集合させた排気集合部を一体形成したシリンダヘッドにおいて、
燃焼室部を冷却するウォータジャケットと、排気集合部を冷却するウォータジャケットとを、それぞれのウォータジャケットへの冷却水流量を独立して調整可能なように分割して形成したことを特徴とするシリンダヘッドの冷却構造。
【請求項２】
排気集合部を冷却するウォータジャケットは、排気集合部の上下両側のウォータジャケットと、これらを連通するウォータジャケットとで構成されることを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドの冷却構造。
【請求項３】
前記排気集合部の上下両側のウォータジャケットを連通するウォータジャケットは、シリンダ配列方向の両端部と、隣接するシリンダ間とに設けられ、排気集合部の全てのウォータジャケットを、１個の中子で形成することを特徴とする請求項２に記載のシリンダヘッドの冷却構造。
【請求項４】
排気集合部のウォータジャケットの冷却水出口側に冷却水流量を調整するコントロールバルブを配設したことを特徴とする請求項1〜請求項３のいずれか１つに記載のシリンダヘッドの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ポートを集合させた排気集合部を一体形成したシリンダヘッドの冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気ポートを集合させた排気集合部を一体形成することによりエンジンのコンパクト化を図ったシリンダヘッドがある。
特許文献１では、この種のシリンダヘッドにおいて、排気集合部の上下両側にウォータジャケットを設け、各シリンダ間の排気ポート部に設けた複数のオイル通路の少なくとも一部を、上下両側のウォータジャケットを連通するウォータジャケットで囲んだ構造としている。
【特許文献１】特開２００２−７０６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の冷却構造では、排気集合部のウォータジャケットと各シリンダの燃焼室部のウォータジャケットとがシリンダ列方向と直交する方向に連通して形成され、両部のウォータジャケットへの冷却水流量を独立して調整できない構造であるため、冷却水が排気集合部の上下両側のウォータジャケットに多く流れ、高温部位である燃焼室及び点火プラグ周辺の冷却水流量が低下してしまうので、燃焼効率を低下させてしまうこととなっていた。
【０００４】
また、上記のように、排気集合部の上下両側のウォータジャケットと各シリンダの燃焼室部のウォータジャケットとが連通するように一体形成されているため、上下両側のウォータジャケットを連通するウォータジャケットは、別体の中子で形成する必要があり、その分製造工程が増加してしまうなどの問題があった。
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、被冷却部の要求冷却量に応じた冷却を行うことができ、製造工程も削減できる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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、本発明は、複数の排気ポートを集合させた排気集合部を一体形成したシリンダヘッドにおいて、燃焼室部を冷却するウォータジャケットと、排気集合部を冷却するウォータジャケットとを、それぞれのウォータジャケットへの冷却水流量を独立して調整可能なように分割して形成した構成とした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、燃焼室部のウォータジャケットと排気集合部のウォータジャケットが分割して形成され、それぞれの冷却水流量を独立して調整できるので、本来大きな冷却量が必要な燃焼室部の必要冷却水流量を確保することができる。
また、排気集合部のウォータジャケットは、燃焼室部のウォータジャケットと独立しているので、上下両側のウォータジャケットとこれらを結ぶ連通部ウォータジャケットを含めて排気集合部のウォータジャケットを１個の中子で形成することができ、製造工程を削減でき、コストダウンを図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すエンジン（内燃機関）のシリンダヘッドの縦断面構造を示す。
エンジンのシリンダヘッド１は、排気ポート２、吸気ポート３、燃焼室４、排気側締結面５、吸気側締結面６、燃焼室部ウォータジャケット１１、排気集合部ウォータジャケット２１を構成している。
【０００８】
前記燃焼室部ウォータジャケット１１は、点火プラグ部ウォータジャケット１１Ａ、吸気ポート下部ウォータジャケット１１Ｂ及び吸気ポート周り部ウォータジャケット１１Ｃ、排気ポート下部ウォータジャケット１１Ｄ、排気ポート上部ウォータジャケット１１Ｅ、排気ポート周り部ウォータジャケット１１Ｆとで構成してある。
一方、前記燃焼室部ウォータジャケット１１とは分割して形成される排気集合部ウォータジャケット２１は、排気集合部下部ウォータジャケット２１Ａ、排気集合部上部ウォータジャケット２１Ｂ、これら排気集合部下部ウォータジャケット２１Ａ、排気集合部上部ウォータジャケット２１Ｂ同士を連通する連通部ウォータジャケット２１Ｃで構成してある。
【０００９】
図２に、シリンダヘッドのウォータジャケット形状および冷却水の流れを示す。
シリンダヘッドのウォータジャケットの構成として、ウォータジャケットとはならない点火プラグ部３１、排気バルブガイド部３２、ヘッドボルト部３３の外側を囲んで設けられる燃焼室部ウォータジャケット１１と、該燃焼室部ウォータジャケット１１に対し、ウォータジャケットとはならないオイル通路５１を挟んで排気側にあって、前記排気集合部下部ウォータジャケット２１Ａ、排気集合部上部ウォータジャケット２１Ｂ、連通部ウォータジャケット２１Ｃで構成された排気集合部ウォータジャケット２１とで構成されている。
【００１０】
ここで、これら排気集合部下部ウォータジャケット２１Ａ、排気集合部上部ウォータジャケット２１Ｂ、連通部ウォータジャケット２１Ｃで構成される排気集合部ウォータジャケット２１は、燃焼室部ウォータジャケット１１と分割されて独立して設けられるので、１つの中子で形成することができる。
前記排気集合部ウォータジャケット２１の冷却水出口部には、冷却水コントロールバルブ４１が設けてある。
【００１１】
前記冷却水コントロールバルブ３１は、水温センサによって検出されるエンジン冷却水温度に基づくエンジン暖気状態に応じて開度を制御され、これにより、冷却水流量を調整する。
次に、冷却水の流れを説明する。
冷却水入口流れＷ１から吸気ポート下部流れＷ２、点火プラグ部流れＷ３、排気集合部下部流れＷ６に分かれる。
【００１２】
分離したそれぞれの冷却水の流れは、吸気ポート下部流れＷ２は、後端シリンダから冷却水出口Ｗ１１へ、点火プラグ部流れＷ３は、シリンダ間流れＷ４，Ｗ５を経由して冷却水出口Ｗ１１へ流れる。
排気集合部下部流れＷ６は、排気集合部下部ウォータジャケット２１Ａに流れ、一部は、複数の連通部ウォータジャケット２１Ｃを通って排気集合部上部ウォータジャケット２１Ｂへの流れＷ７，Ｗ８となり、排気集合部合流流れＷ９となって冷却水コントロールバルブ４１部の流れＷ１０を経由して、冷却水出口Ｗ１１へ流れる。
【００１３】
上記のように構成すれば、燃焼室部と排気集合部のウォータジャケットを分割して形成しているので、それぞれの冷却水流量を独立して調整でき、本来冷却が必要な燃焼室部の冷却水流量を十分に確保することができるので、ノッキング特性の低下を防ぎ、燃焼効率を最大とすることができる。
また、排気集合部下部ウォータジャケット２１Ａと排気集合部上部ウォータジャケット２１Ｂとをつなぐ連通部ウォータジャケット２１Ｃを、各シリンダ間と前後端の合計４箇所とし、それらを１つの中子で形成したため、上下両側のウォータジャケット２１Ａ，２１Ｂの流れを均一にすることができ、また、連通部ウォータジャケット２１Ｃが均等に配置してあるので、排気集合部ウォータジャケット２１の中子形成段階での中子の強度を確保でき、歩留まりよく一体成形することができる。
【００１４】
また、排気集合部ウォータジャケット２１の出口側に冷却水コントロールバルブ４１を設け、エンジンの暖機状態（水温）に応じて冷却水流量を制御することができる。
具体的には、エンジン始動時は、冷却水コントロールバルブ４１を閉じて冷却水流れを遮断することにより、排温の早期上昇を図り、暖機を促進することができる。
また、ヒーター性能要求に対応してエンジン暖機途中では、冷却水コントロールバルブ４１を全開として冷却水流量を大きくすることでヒーター性能の向上を図れる。
【００１５】
また、ラジエータ能力が限界となる高負荷高回転領域では、冷却水コントロールバルブ４１を中間開度として冷却水流量を少なくすることができるので、ラジエータ容量の増大を防止できる。
以上のように、ヒーター性能の向上を図りながらも、冷却システムの極大化を防ぐことができるので、最適な冷却システムとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態を示すシリンダヘッドの縦断面図。
【図２】同上シリンダヘッドの横断面図。
【符号の説明】
【００１７】
１  シリンダヘッド
２  排気ポート
４  燃焼室
１１  燃焼室部ウォータジャケット
２１  排気集合部ウォータジャケット
２１Ａ  排気集合部下部ウォータジャケット
２１Ｂ  排気集合部上部ウォータジャケット
２１Ｃ  連通部ウォータジャケット
【図１】
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【図２】
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