(57)【要約】【課題】冷却性能を維持しつつエア抜き性能が向上した内燃機関のシリンダヘッド及びその製造方法を提供する。【解決手段】冷却水が流通するウォータジャケットを有した内燃機関のシリンダヘッド４０であって、隣り合う気筒間に対応する部位に形成されて隣り合う気筒の一方側から他方側への冷却水の通過を妨げる板状部材２０ａｂ…を備え、板状部材２０ａｂ…、気体の通過を許容するように多孔質状に形成されている。隔壁に形成された孔は、例えば、孔同士が連通している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水が流通するウォータジャケットを有した内燃機関のシリンダヘッドであって、
隣り合う気筒間を通過する流路に形成されて前記隣り合う気筒の一方側から他方側への前記冷却水の通過を妨げる隔壁を備え、
前記隔壁は、気体の通過を許容するように多孔質状に形成されている、ことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド。
【請求項２】
前記隔壁に形成された孔は、孔同士が連通している、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のシリンダヘッド。
【請求項３】
冷却水が流通するウォータジャケットを有した内燃機関のシリンダヘッドの製造方法であって、
ウォータジャケット形成用中子の隣り合う気筒間に対応する部位に、前記冷却水の通過を妨げると共に気体の通過を許容するように多孔質状に形成された板状部材を設置し、
前記板状部材の孔には、予め水溶性塩を充填しておき、
キャビティに溶湯を注湯する、ことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関のシリンダヘッドには、冷却水が流通するウォータジャケットが形成されている（特許文献１乃至３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１５１１６号公報
【特許文献２】特公平３−４１６６７号公報
【特許文献３】実開昭６３−４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウォータジャケットを有するシリンダヘッドは、気筒の間を冷却水が通過するように流路が形成されているものや、気筒の配列方向に流路が形成されているものが知られている。気筒の間を冷却水が通過するように流路が形成されていると、気筒の配列方向に流路が形成されている場合と比較し、各気筒の点火プラグ周辺及び排気弁周辺を重点的に冷却することができる。また、流路長さを短縮されるので、冷却水を搬送するためのポンプを小型化又は低出力なものを採用でき、電力消費量を低減できる。
【０００５】
ところで、気筒の間を冷却水が通過するように流路を形成するには、隣り合う気筒間の一方側から他方側に冷却水が流れないように隔壁を設ける必要がある。このような隔壁を設けることによって、各気筒の点火プラグ周辺及び排気弁周辺を効果的に冷却することができるからである。
【０００６】
しかしながら、このような隔壁を設けた場合、冷却水中に気体が混入した場合には、隔壁周辺部で気体が留まり、冷却水中のエア抜き性能が低下する恐れがある。
【０００７】
したがって本発明の目的は、冷却性能を維持しつつエア抜き性能が向上した内燃機関のシリンダヘッド及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、冷却水が流通するウォータジャケットを有した内燃機関のシリンダヘッドであって、隣り合う気筒間を通過する流路に形成されて前記隣り合う気筒の一方側から他方側への前記冷却水の通過を妨げる隔壁を備え、前記隔壁は、気体の通過を許容するように多孔質状に形成されている、ことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドによって達成できる。
【０００９】
隣り合う気筒間に、冷却水の通過を妨げる隔壁を設けることにより、気筒毎に点火プラグ周辺及び排気弁周辺を重点的に冷却することができ、また、この隔壁が気体の通過を許容するので、隔壁周辺に気体が留まることを防止できる。これにより、冷却性能を維持しつつ冷却水のエア抜き性能を向上させることができる。
【００１０】
上記構成において、前記隔壁に形成された孔は、孔同士が連通している、構成を採用できる。
この構成により、エア抜き性能を向上させることができる。
【００１１】
また上記目的は、冷却水が流通するウォータジャケットを有した内燃機関のシリンダヘッドの製造方法であって、ウォータジャケット形成用中子の隣り合う気筒間に対応する部位に、前記冷却水の通過を妨げると共に気体の通過を許容するように多孔質状に形成された板状部材を設置し、前記板状部材の孔には、予め水溶性塩を充填しておき、キャビティに溶湯を注湯する、ことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッドの製造方法によっても達成できる。
【００１２】
ウォータジャケット形成用中子の隣り合う気筒間に対応する部位に、板状部材を設置することにより、隣り合う気筒間に隔壁を形成することができ、また、この板状部材は、冷却水の通過を妨げると共に気体の通過を許容するように多孔質状に形成されているので、冷却性能を維持しつつ冷却水のエア抜き性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、冷却性能を維持しつつエア抜き性能が向上した内燃機関のシリンダヘッド及びその製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１は、内燃機関における、シリンダヘッドのウォータジャケットを形成するための中子の説明図である。図１は、中子の一部分を拡大して示している。
中子１０は、シリンダヘッド（不図示）内を流通する冷却水の流路を形成する。中子１０は、崩壊性砂中子であり、シリンダヘッドのウォータジャケットは、中子１０によって鋳造により形成される。崩壊性中子とは、鋳造後に崩壊させて取り出すタイプの部材を意味する。例えばケイ砂にケイ酸ソーダを加えて炭酸ガスで硬化させたようなものがこれにあたる。
【００１５】
中子１０は、吸気ポート用孔１１ａ、１１ｂ…、排気ポート用孔１２ａ、１２ｂ…、点火プラグ用孔１３ａ、１３ｂ…が形成されている。吸気ポート用孔１１ａ、排気ポート用孔１２ａ、点火プラグ用孔１３ａが、第１気筒（不図示）に対応し、吸気ポート用孔１１ｂ、排気ポート用孔１２ｂ、点火プラグ用孔１３ｂが、第２気筒（不図示）に対応する。
【００１６】
中子１０の、第１気筒と第２気筒とに対応する部位の間の気筒間部位１０ａｂは、第１気筒に対応する部位と第２気筒とに対応する部位を隔てるように、溝部１０ａｂ１が形成されている。
溝部１０ａｂ１は、おおよそ十字状に形成されている。このような溝部は、中子１０の、各気筒間に対応する部位にそれぞれ形成されている。溝部１０ａｂ１には、板状部材２０ａｂが設置される。
【００１７】
図２は、板状部材２０ａｂの説明図である。
図２に示すように、板状部材２０ａｂは、各気筒に対応する部位の間を隔てるように、溝部１０ａｂ１に設置される。また、図示しないそのほかの溝部にも、板状部材が設置される。従って、中子１０には、気筒の配列方向に並ぶように板状部材が設置される。
【００１８】
また、板状部材２０ａｂは、液体の通過は妨げるが気体の通過を許容するように多孔質状に形成されている。また、板状部材２０ａｂに形成されている孔は、互いに連通している。
【００１９】
中子１０を用いてシリンダヘッドを形成する際の手順について説明する。
まず、板状部材２０ａｂの孔に予め水溶性塩を充填しておく。これにより、板状部材２０ａｂの孔は塞がれる。次に、中子１０を形成する。この際に、中子１０の気筒間に対応する部位に予め板状部材２０ａｂを設置する。これにより、中子１０に板状部材２０ａｂが設置される。
【００２０】
次に、板状部材２０ａｂが設置された中子１０をキャビティに配置し、キャビティ内にアルミ溶湯を注湯する。これにより、中子１０の肉部が、シリンダヘッドのウォータジャケット部分となり、中子１０に形成された孔部や中子１０外の部分がシリンダヘッドの肉部となる。また板状部材２０ａｂは、アルミ溶湯によって鋳ぐるみされる。その後に、砂抜きを行うことにより、シリンダヘッドが形成される。
【００２１】
板状部材２０ａｂには、前述したようにその孔に水溶性塩が充填されている。従って、アルミ溶湯を注湯した際に、板状部材２０ａｂの孔にはアルミ溶湯が流入しないこととなる。これにより、板状部材２０ａｂの孔がアルミ溶湯によって塞がれることを防止できる。また、砂抜きの際に板状部材２０ａｂの孔に水溶性塩が残留していた場合であっても、板状部材２０ａｂの外周側面は、ウォータジャケット内を流通する冷却水に晒されているため、冷却水によって塩を融解することができる。
【００２２】
以上のように、中子１０の気筒間に対応する部位１０ａｂ…にそれぞれ、板状部材２０ａｂ…を設置することにより、板状部材２０ａｂ…が隣り合う気筒間に隔壁となる。換言すれば、板状部材２０ａｂが、隣り合う気筒の間を通過する流路を、一方の気筒側と他方の気筒側と分断する。これにより、隣り合う気筒の一方側から他方側への冷却水の流通を防ぐことができる。従って、各気筒の点火プラグ周辺や、排気ポート周辺を効率的に冷却することができる。
【００２３】
また、この隔壁は、液体の通過は妨げるが気体の通過は許容する多孔質性構造を有しているため、隣り合う気筒の一方から他方側への冷却水中に空気を逃がすことができる。これにより、冷却水中のエア抜き性能を向上させることができる。
【００２４】
次に、シリンダヘッドのウォータジャケットによる冷却水の流路について説明する。図３は、中子１０を用いて冷却水の流路を説明するための図である。尚、図３において、冷却水入口３１、冷却水出口３２は、冷却水の流通経路を明確にするために示したものであり、中子１０に冷却水入口３１、及び冷却水出口３２が一体に形成されているものではない。また、図３においては、板状部材２０ａｂ、２０ｂｃ、２０ｃｄを設置した状態での中子１０を示している。図４は、シリンダブロック３０と、中子１０によって形成されたウォータジャケットを有するシリンダヘッド４０との簡略化した断面図である。図４は、シリンダブロック３０及びシリンダヘッド４０を点火プラグ孔の中心で切った縦断面図である。図５は、シリンダブロック３０、シリンダヘッド４０を側面から見た模式図である。図６は、吸気ポート４１ａ及び排気ポート４２ａの構成を示した断面図である。図３乃至図６には冷却水の流れる方向を模式的に示している。
【００２５】
冷却水は、図３乃至図５に示すように、冷却水入口３１からシリンダブロック内に形成されたウォータジャケットを介して、シリンダヘッド４０のウォータジャケットへ流入する。シリンダブロック３０のウォータジャケットとシリンダヘッド４０のウォータジャケットとの連通路は、図５に示すように、各気筒の排気バルブ４５ａ、４５ｂ…の間に設定されている。
【００２６】
シリンダヘッド４０のウォータジャケット内に流入した冷却水は、図３、図４、図６に示すように、排気ポート４２ａ間を通過し、中腹路４１ｗａに流入する。中腹路４１ｗａに流入した冷却水は、点火プラグ孔４３ａを画定する壁面周辺を囲うように流れる第１主流ＭＳ１となる。これにより、各気筒の点火プラグ周辺を効果的に冷却することができる。この第１主流ＭＳ１は、各気筒の点火プラグ周辺を流れ吸気側で合流し、気筒の配列方向に冷却水出口３２に向かって流れる。
【００２７】
点火プラグ孔４３ａを画定する壁面に当って第１主流ＭＳ１から分離し、図６に示すように、排気ポート４２ａの周囲を旋回するようにして、折り返し流路４３ｗａに流れた分流ＳＳ１は、下部流路４４ｗａへと流れる。下部流路４４ｗａは、排気ポート４２ａの下部に形成されている。下部流路４４ｗａに流れ込んだ分流ＳＳ１は、各気筒から同様の経路を通過した冷却水と合流して、第２主流ＭＳ２となる。第２主流ＭＳ２は、気筒の配列方向に流れて冷却水出口３２へと流れる。
【００２８】
第１主流ＭＳから分離し、図４、図５に示すように、上部流路４２ｗａへ流れ込こんだ分流ＳＳ２は、排気ポート４２ａの上部を通過する。上部流路４２ｗａに流れ込んだ分流ＳＳ２は、各気筒から同様の経路を通過した冷却水と合流して、第３主流ＭＳ３となる。第３主流ＭＳ３も、第２主流ＭＳ２と同様に、気筒の配列方向に流れる。図３に示すように、第２主流ＭＳ２及び第３主流ＭＳ３は、エア抜き通路３３を通過して冷却水出口３２へと流れる。上部流路４２ｗａ、下部流路４４ｗａを流通する冷却水により、各気筒の排気ポート周辺を効果的に冷却することができる。
【００２９】
前述したように、板状部材２０ａｂ、２０ｂｃ、２０ｃｄが隣り合う気筒間を隔てるように設置されている。このため、所定の気筒の点火プラグ周辺を流れる第１主流ＭＳが、隣接する他の気筒の点火プラグ周辺を流れる第１主流へ流れ込むことを防止できる。また、板状部材２０ａｂ、２０ｂｃ、２０ｃｄは、前述したように液体の通過を妨げるが気体の通過は許容するため、冷却水中のエアを板状部材２０ａｂ、２０ｂｃ、２０ｃｄを通過させて、エア抜き通路３３へ導くことができる。以上のように、冷却水による冷却効果を維持しつつ冷却水のエア抜き性能を向上させることができる。
【００３０】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００３１】
尚、各気筒間の隔壁を構成する板状部材２０ａｂ…は、シリンダヘッドの上部から外気に触れるように露出されるように構成してもよい。これにより、板状部材２０ａｂに沿って流れた冷却水の中に含まれる空気が、板状部材２０ａｂに形成された孔によって、上部へと排出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】シリンダヘッドのウォータジャケットを形成するための中子の説明図である。
【図２】板状部材の説明図である。
【図３】中子を用いて冷却水の流路を説明するための図である。
【図４】シリンダブロック及びシリンダヘッドを点火プラグ孔の中心で切った縦断面図である。
【図５】シリンダブロック、シリンダヘッドを側面からみた模式図である。
【図６】吸気ポート及び排気ポートの構成を示した断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  中子
１０ａｂ１  溝部
２０ａｂ、２０ｂｃ、２０ｃｄ  板状部材（隔壁）
３０  シリンダブロック
４０  シリンダヘッド
【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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