(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダが一体に形成され、冷却水の主流が水室の長手方向に流動するように構成されたシリンダヘッドの冷却構造において、前記水室の気筒間の上壁から該水室内に突設された冷却水案内用の制御リブを備え、該制御リブは平面形状において吸気側から排気側に向けて延びるとともに前記冷却水主流の流動方向の上流側に傾斜してなり、さらに前記制御リブは排気側の高さをシリンダ中心側の高さよりも低く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】
前記制御リブをシリンダ中心よりも排気側に設けたことを特徴とする請求項１記載のシリンダヘッドの冷却構造。
【請求項３】
前記制御リブを排気側のシリンダヘッド締付ボルトボス部のシリンダ中心側に連設したことを特徴とする請求項２記載のシリンダヘッドの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用内燃機関等に適用され、複数のシリンダが一体に形成されて冷却水の主流が水室の長手方向に流動するように構成されたシリンダヘッドの冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用内燃機関等の比較的小型の内燃機関に適用されるシリンダヘッドは、複数のシリンダが一体に形成され、冷却水の主流を水室の長手方向前部側から後部側に向けて流動させ（逆方向でも良い）、燃焼室周り、排気弁周りや吸気弁周り等の高温部を冷却するようになっている。
【０００３】
かかるシリンダヘッド１において、冷却水の主流を燃焼室周りに積極的に導く手段として、図５に示されるような、水室の気筒間の上壁から該水室内に案内リブを突設する手段が提案されている。即ち図５において、７は主水室、０７は該主水室７の上壁、０２０は燃焼室、０２１は該燃焼室の周壁であり、前記主水室７の気筒間の上壁０７から該主水室７内に向けて案内リブ０１０が突設されている。１２はシリンダブロックの水室に連通される水穴である。
かかるシリンダヘッドの冷却構造において、シリンダヘッド１の主水室７内を長手方向前部側から後部側に向けて流動する（逆方向でも良い）冷却水の主流Ｓは、前記案内リブ０１０の設置部において該案内リブ０１０に沿って下方に変向してシリンダヘッド１下部に位置する燃焼室の周壁０２１を効果的に冷却し、前記周壁０２１の燃焼室触火面を降温させることにより、耐ノック性を高めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
シリンダヘッドの冷却については、燃焼室の周壁０２１を強制冷却することにより燃焼室触火面を降温させるとともに、構造上冷却面積を大きく採り難い排気弁及び排気ポート周りを十分に冷却して、排気弁及び弁座部の損傷の発生を回避することが必須となる。
しかしながら、図５に示される従来技術にあっては、主水室７の気筒間の上壁０７から該主水室７内に向けて突設した案内リブ０１０によって、主水室７内を長手方向前部側から後部側に向けて流動する冷却水の主流Ｓを該案内リブ０１０に沿って下方に変向し燃焼室の周壁０２１を冷却しているが、かかる冷却方式では排気弁及び排気ポート周辺に十分な量の冷却水が供給され難く、該排気弁及び排気ポート周辺の過熱及びこれに伴う損傷の発生をみる恐れがある。
【０００５】
また、図５に示される従来技術にあっては、冷却水をシリンダヘッド１の前端から大量に供給して主水室７を後端に向けて流動させる過程で、前記案内リブ０１０に冷却水を当てて下方に変向し燃焼室の周壁０２１を冷却することにより、該案内リブ０１０による冷却効果の向上作用が顕著となるが、シリンダヘッド１の前端部に冷却水入口を設けるとエンジン全長増大の一因となる。
このため、シリンダヘッド１の前端部に冷却水入口を設置するのは困難を伴うことから、冷却水流をシリンダヘッド１の長手方向流に加えて幅方向流を拡大させることを要するが、図５に示される従来技術にあっては前記案内リブ０１０は幅方向流を拡大させる作用を殆どなし得ない。
等の問題点を有している。
【０００６】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、シリンダヘッドの冷却流に長手方向流に加えて幅方向流を拡大可能として、燃焼室の周壁並びに排気弁及び排気ポート周辺を効果的に冷却することにより、エンジンの耐ノック性を高めるとともに燃焼室周り及び排気弁、排気ポート周りの耐久性を向上し得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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するため、請求項１記載の発明として、複数のシリンダが一体に形成され、冷却水の主流が水室の長手方向に流動するように構成されたシリンダヘッドの冷却構造において、前記水室の気筒間の上壁から該水室内に突設された冷却水案内用の制御リブを備え、該制御リブは平面形状において吸気側から排気側に向けて延びるとともに前記冷却水主流の流動方向の上流側に傾斜してなり、さらに前記制御リブは排気側の高さをシリンダ中心側の高さよりも低く形成したことを特徴とするシリンダヘッドの冷却構造を提案する。
【０００８】
請求項１において好ましくは請求項２記載のように、前記制御リブをシリンダ中心よりも排気側に設ける。また、請求項２において請求項３記載のように、前記制御リブを排気側のシリンダヘッド締付ボルトボス部のシリンダ中心側に連設するのがよい。
【０００９】
かかる発明によれば、シリンダヘッド内水室の長手方向に流動する冷却水の主流は、前記水室の気筒（シリンダ）間の上壁から該水室内に突設された制御リブに当たると、該制御リブが吸気側から排気側に向けて延びるとともに冷却水主流の流動方向の上流側に傾斜して形成されているため、前記冷却水の主流の一部が該制御リブに案内されて流動し、下流側シリンダの排気弁の周囲及び排気ポート下部に流れて排気側を流動している冷却水流に合流し、該排気弁及び排気ポート周辺を冷却する。排気ポート下側に多くの水が流れることにより、排気ポートから点火プラグの排気弁間流が速くなる。
また、吸気弁の周囲及び吸気ポートの下部を冷却して水室の気筒間部位に流れてきた冷却水の副流は、該気筒間部位に形成されている前記制御リブに沿って流れを乱されることなく、該制御リブに案内されて水室の中央部を長手方向に流動している冷却水の主流に合流する。
【００１０】
従ってかかる発明によれば、水室の気筒間の上壁から該水室内に突設されるとともに吸気側から排気側に向けて延び冷却水主流の上流側に傾斜した制御リブによって、冷却水主流の一部を排気側を流れている冷却水流に合流させて排気弁及び排気ポート周辺の冷却に供することができるととともに、吸気側を流れている冷却水の副流を流れを乱されることなく冷却水の主流に合流させることができ、これによってシリンダヘッドの冷却流に長手方向流に加えて幅方向流を拡大させることが可能となる。
【００１１】
従って、かかる長手方向流に加えての幅方向流の拡大により、燃焼室の周壁の強制冷却機能を保持しエンジンの耐ノック性を高めるとともに燃焼室周りの耐久性を保持しつつ、排気弁及び排気ポート周りの冷却機能を向上させることができて該排気弁及び弁座部の損傷の発生を確実に防止することができる。
また、前記制御リブによる長手方向流に加えての幅方向流の拡大作用により、シリンダヘッドの前端部に冷却水入口を設けて長手方向に強い冷却水主流を流動させることなく、冷却水をシリンダヘッドの上流側部から導入可能となり、エンジン全長を増大することなく所要のシリンダヘッド冷却効果を保持できる。
また、排気側の高さをシリンダ中心側の高さよりも低く形成された制御リブにより、冷却水をより多量に排気側に導くことが可能となり、排気弁及び排気ポート周りの冷却効果をより向上できる。
【００１２】
また請求項２のように構成すれば、制御リブを排気側寄りに設けることにより、水室の気筒間部位を流れる水流を積極的に排気側に導くことができ、排気弁及び排気ポート周りの冷却機能がより向上する。
これに加えて請求項３のように構成すれば、シリンダヘッドボルトボスの補強になると共に、制御リブから締付ボルトボス部に続く冷却水の案内部材が構成されることにより、冷却水の流速を増大して排気側に導くことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１４】
図１は本発明の実施例に係る内燃機関用シリンダヘッドにおける水室の平面断面図（図２のＢ―Ｂ線断面図）である。図２は図１のＡ―Ａ線断面図である。
【００１５】
本発明の実施例を示す図１〜４において、１はシリンダヘッドで次のように構成されている。
４は各シリンダの該吸気ポート（図示省略）に連通される吸気弁穴、３は各シリンダの排気ポート、５は該排気ポート３に連通される排気弁穴、１１は該シリンダヘッド１をシリンダブロック（図示省略）に締め付けるためのボルトが挿通されるボルト穴、０１１は該ボルト穴１１のボス部である。
７はシリンダヘッド１の中央部を長手方向に連通して形成された主水室、０５は該主水室７に連通されるとともに前記排気弁穴５周り及び排気ポート３周りを夫々冷却するための排気ポート周り水室である。また図示を省略したが、前記主水室７よりも吸気側に吸気弁穴４周り及び吸気ポート（図示省略）を夫々冷却するための吸気ポート周り水室が該主水室７に連通されて形成されている。
【００１６】
１０は前記主水室７の気筒間の上壁０７（図２参照）から該主水室７内に突設された制御リブで、該制御リブ１０はシリンダ中心よりも排気側寄りに設けられている。該制御リブ１０は、その平面形状を図１に示すように、吸気側から排気側に向けてほぼシリンダヘッド１の幅方向に延びて排気側のシリンダヘッド締付用ボルト穴１１用ボス部０１１のシリンダ中心０１側に接続され、冷却水主流の流動方向の上流側に傾斜して、つまりシリンダ中心０１側から締付用ボルト穴１１に向かうに従い冷却水主流の流動方向の下流側に位置するシリンダに近づくように傾斜して形成されている。
【００１７】
かかる実施例において、図１に示されるように、シリンダヘッド１の主水室７のほぼ中央部を冷却水の主流Ｘが長手方向に流動し、排気ポート３下部の排気ポート周り水室０５を排気側冷却水流Ｗが長手方向に流動し、さらに吸気ポートから主水室７の気筒間部位に向けて吸気側冷却水の副流Ｚが流動して、該シリンダヘッド１を冷却している。
【００１８】
そして、前記主水室７の長手方向に流動する冷却水の主流Ｘは、前記主水室７の気筒（シリンダ）間の上壁０７（図２参照）から該主水室７内に突設された制御リブ１０に当たると、該制御リブ１０が前記のように吸気側から排気側に向けて延びるとともに前記冷却水主流Ｘの流動方向の上流側に傾斜して形成されているため、該主流Ｘの一部が該制御リブ１０に案内されて前記ボルト穴１１側に向けて流動する分流Ｙとなり、この分流Ｙが、該制御リブ１０設置シリンダの下流側シリンダにおける前記排気ポート周り水室０５に流れて前記排気側冷却水流Ｗに合流し、排気弁及び排気ポート３周辺を冷却する。また、分流Ｙの一部は排気弁間を通る分流Ｖとなる。
また、吸気弁の周囲及び吸気ポートの下部を冷却後の前記吸気側冷却水の副流Ｚは、気筒間部位に形成されている前記制御リブ１０に沿って流れを乱されることなく主水室７の中央部に向けて流れ、該主水室７の中央部を長手方向に流動している前記冷却水主流Ｘに合流する。
【００１９】
従ってかかる実施例によれば、主水室７の気筒間の上壁０７（図２参照）から該主水室７内に突設されて吸気側から排気側に向けて延び冷却水主流Ｘの上流側に傾斜した制御リブ１０によって、冷却水主流Ｘの一部を排気側冷却水流Ｗに合流させて排気弁及び排気ポート３周辺の冷却に供することができるとともに、吸気側を流れている冷却水の副流Ｚを流れを乱されることなく前記冷却水主流Ｘに合流させることができ、これによってシリンダヘッドの冷却流に長手方向流に加えて幅方向流を拡大させることが可能となる。
【００２０】
従って、かかる長手方向流に加えての幅方向流の拡大により、燃焼室の周壁の強制冷却機能を保持しエンジンの耐ノック性を高めることができるとともに、燃焼室周りの耐久性を保持しつつ、排気弁及び排気ポート３周りの冷却機能を向上させることが可能となり、排気弁及び弁座部の損傷の発生を確実に防止することができる。
また、前記制御リブ１０による長手方向流に加えての幅方向流の拡大作用により、従来のように、シリンダヘッド１の前端部に冷却水入口を設けて長手方向に強い冷却水主流を流動させることを必要とせず、冷却水をシリンダヘッド１の上流側部から導入することが可能となる。これにより、エンジン全長を増大することなく所要のシリンダヘッド冷却効果を保持できる。
【００２１】
また前記のように、制御リブ１０をシリンダ中心０１よりも排気側寄りの位置に設けているので、主水室７の気筒間部位を流れる主水流Ｘを積極的に排気側に導くことができ、排気弁及び排気ポート３周りの冷却機能がより向上する。
さらに、前記制御リブ１０によって前記締付ボルトボス部０１１に続く冷却水の案内部材が構成されるので、該案内部材により冷却水の流速を増大して排気側に導くことができる。
【００２２】
前記制御リブ１０の第２実施例においては、図２に破線で示すように、前記制御リブ１０を、排気側の高さつまり前記締付ボルトボス部０１１への接続部高さｈ１がシリンダ中心０１側の高さｈ２よりも高くなるように、即ちシリンダ中心０１側から排気側になるに従い高くなるように形成する。
このように構成すれば、排気側の高さｈ１をシリンダ中心０１側の高さｈ２よりも高く形成された制御リブ１０により、冷却水をより多量に排気側に導くことが可能となり、排気弁及び排気ポート３周りの冷却効果をさらに向上することが可能となる。
なお、図３は制御リブ１０設置部近傍の斜視図、図４は制御リブ設置部の拡大平面断面図であり、図４に示す２０は点火プラグ部である。
【００２３】
【発明の効果】
以上記載の如く本発明によれば、水室の気筒間の上壁から該水室内に突設されて吸気側から排気側に向けて延び冷却水主流の上流側に傾斜した制御リブによって、冷却水主流の一部を排気側を流れている冷却水流に合流させて排気弁及び排気ポート周辺の冷却に供することができるととともに、吸気側を流れている冷却水の副流を流れを乱されることなく冷却水の主流に合流させることができ、これによってシリンダヘッドの冷却流に長手方向流に加えて幅方向流を拡大させることが可能となる。
【００２４】
従って、かかる長手方向流に加えての幅方向流の拡大により、燃焼室の周壁の強制冷却機能を保持しエンジンの耐ノック性を高めるとともに燃焼室周りの耐久性を保持しつつ、排気弁及び排気ポート周りの冷却機能を向上させることができて該排気弁及び弁座部の損傷の発生を確実に防止することができる。
また、前記制御リブによる長手方向流に加えての幅方向流の拡大作用により、シリンダヘッドの前端部に冷却水入口を設けて長手方向に強い冷却水主流を流動させることを要さず、冷却水をシリンダヘッドの上流側部から導入することが可能となり、エンジン全長を増大することなく所要のシリンダヘッド冷却効果を保持できる。
また、排気側の高さをシリンダ中心側の高さよりも低く形成された制御リブにより、冷却水をより多量に排気側に導くことが可能となり、排気弁及び排気ポート周りの冷却効果をより向上できる。
【００２５】
また請求項２のように構成すれば、制御リブを排気側寄りに設けることにより、水室の気筒間部位を流れる水流を積極的に排気側に導くことができ、排気弁及び排気ポート周りの冷却機能がより向上し、これに加えて請求項３のように構成すれば、制御リブから締付ボルトボス部に続く冷却水の案内部材が構成されることにより、冷却水の流速を増大して排気側に導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例に係る内燃機関用シリンダヘッドにおける水室の平面断面図（図２のＢ―Ｂ線断面図）である。
【図２】  図１のＡ―Ａ線断面図である。
【図３】  制御リブ設置部近傍の斜視図である。
【図４】  制御リブ設置部の拡大平面断面図である。
【図５】  従来技術に係るシリンダヘッド水室の要部断面図である。
【符号の説明】
１  シリンダヘッド
０１  シリンダ中心
３  排気ポート
４  吸気弁穴
５  排気弁穴
０５  排気ポート周り水室
７  主水室
０７  上壁
１０  制御リブ
１１  ボルト穴
０１１  ボス部
Ｘ  冷却水の主流
Ｙ  冷却水の分流
Ｗ  排気側冷却水流
Ｚ  吸気側冷却水の副流
【図１】
0004078635.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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