JP2000161128A - 内燃機関のシリンダヘッド熱応力緩和構造 - Google Patents
内燃機関のシリンダヘッド熱応力緩和構造Info
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱応力を十分に緩和するとともに、同時にシ
リンダヘッドの剛性を十分に維持できる内燃機関のシリ
ンダヘッド熱応力緩和構造の提供。 【解決手段】 熱応力緩和用スリット１６は、最深部１
６ａ以外は徐々に浅く形成されているため、シリンダヘ
ッド２の剛性を維持でき、シリンダブロックとのシール
性が悪化するおそれがない。また燃焼室のほぼ中央に対
する部分を最深部１６ａとしているので熱膨張が特に大
きい燃焼室中央部分の熱応力緩和を効果的に実現するこ
とができる。また熱応力緩和用スリット１６の深さは徐
々に変化しているので頂部１６ｂでの応力集中も抑制さ
れる。更に熱応力緩和用スリット１６はヘッドボルト孔
１８，２０や冷却水通路２２，２４等とは連通すること
がない。このことによりシリンダヘッド２の剛性維持に
悪影響を及ぼすことはない。
リンダヘッドの剛性を十分に維持できる内燃機関のシリ
ンダヘッド熱応力緩和構造の提供。 【解決手段】 熱応力緩和用スリット１６は、最深部１
６ａ以外は徐々に浅く形成されているため、シリンダヘ
ッド２の剛性を維持でき、シリンダブロックとのシール
性が悪化するおそれがない。また燃焼室のほぼ中央に対
する部分を最深部１６ａとしているので熱膨張が特に大
きい燃焼室中央部分の熱応力緩和を効果的に実現するこ
とができる。また熱応力緩和用スリット１６の深さは徐
々に変化しているので頂部１６ｂでの応力集中も抑制さ
れる。更に熱応力緩和用スリット１６はヘッドボルト孔
１８，２０や冷却水通路２２，２４等とは連通すること
がない。このことによりシリンダヘッド２の剛性維持に
悪影響を及ぼすことはない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のシリン
ダヘッド熱応力緩和構造に関する。
ダヘッド熱応力緩和構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンやガソリンエンジン
等の内燃機関の燃焼室は、燃料の燃焼により大量の熱を
発生する。そのため、特にシリンダヘッドにおいて吸気
ポートと排気ポートに囲まれた気筒中心部分は、熱が集
中しやすくかつ冷却しにくいので、高温になりやすい。
等の内燃機関の燃焼室は、燃料の燃焼により大量の熱を
発生する。そのため、特にシリンダヘッドにおいて吸気
ポートと排気ポートに囲まれた気筒中心部分は、熱が集
中しやすくかつ冷却しにくいので、高温になりやすい。
【０００３】このため、シリンダヘッドは熱膨張しよう
とするが、シリンダヘッドはボルト等によりシリンダブ
ロック側に強固に固定されているため、十分に膨張がで
きない。このため、気筒中心部分に熱応力による圧縮歪
みを生じ、吸気ポートと排気ポートとの間に亀裂が生じ
る場合がある。このような亀裂が生じないまでも、熱応
力が周辺に及んで、シリンダヘッドとシリンダブロック
との間に配置されているガスケットを十分に保持できな
くなって、ガスケットが燃焼圧力で外れたりしてシール
性が悪化するおそれがある。
とするが、シリンダヘッドはボルト等によりシリンダブ
ロック側に強固に固定されているため、十分に膨張がで
きない。このため、気筒中心部分に熱応力による圧縮歪
みを生じ、吸気ポートと排気ポートとの間に亀裂が生じ
る場合がある。このような亀裂が生じないまでも、熱応
力が周辺に及んで、シリンダヘッドとシリンダブロック
との間に配置されているガスケットを十分に保持できな
くなって、ガスケットが燃焼圧力で外れたりしてシール
性が悪化するおそれがある。
【０００４】これを防止するために、気筒間にシリンダ
ヘッドの底面からシリンダヘッドの壁部内へ熱応力緩和
用スリットを形成した内燃機関が提供されている（特開
昭５５−１６０１４３号公報、実開昭５８−８２４５３
号公報）。このスリットは熱応力による歪みを吸収し
て、前述したポート間の亀裂やシール性の悪化を防止す
るというものである。
ヘッドの底面からシリンダヘッドの壁部内へ熱応力緩和
用スリットを形成した内燃機関が提供されている（特開
昭５５−１６０１４３号公報、実開昭５８−８２４５３
号公報）。このスリットは熱応力による歪みを吸収し
て、前述したポート間の亀裂やシール性の悪化を防止す
るというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
技術では、熱応力緩和用スリットの深さや形状を考慮し
ていない。すなわち、従来の熱応力緩和用スリットは、
シリンダヘッドの気筒間にシリンダヘッドの長手方向に
直交する方向に延びているが、該スリットは吸気ポート
や排気ポートのバルブシートの上端面よりもかなり深く
形成されている。更に、このスリットはヘッドボルト孔
に連通したり冷却水通路に連通している（特開昭５５−
１６０１４３号公報）。
技術では、熱応力緩和用スリットの深さや形状を考慮し
ていない。すなわち、従来の熱応力緩和用スリットは、
シリンダヘッドの気筒間にシリンダヘッドの長手方向に
直交する方向に延びているが、該スリットは吸気ポート
や排気ポートのバルブシートの上端面よりもかなり深く
形成されている。更に、このスリットはヘッドボルト孔
に連通したり冷却水通路に連通している（特開昭５５−
１６０１４３号公報）。
【０００６】このように熱応力緩和用スリットが深く形
成されると、シリンダヘッドの剛性を極端に低下する。
このことにより各種の応力によるシリンダヘッドの変形
が大きくなり、かえってシリンダヘッドとシリンダブロ
ックとの間のシール性を悪化させるおそれがある。
成されると、シリンダヘッドの剛性を極端に低下する。
このことにより各種の応力によるシリンダヘッドの変形
が大きくなり、かえってシリンダヘッドとシリンダブロ
ックとの間のシール性を悪化させるおそれがある。
【０００７】熱応力緩和用スリットがヘッドボルト孔に
連通したり冷却水通路に連通している場合も同様にシリ
ンダヘッドの剛性は低下しシリンダヘッドとシリンダブ
ロックとの間のシール性を悪化させるおそれがある。更
に、スリットが冷却水通路に連通している場合はスリッ
トを介して水漏れを生じるおそれもある。
連通したり冷却水通路に連通している場合も同様にシリ
ンダヘッドの剛性は低下しシリンダヘッドとシリンダブ
ロックとの間のシール性を悪化させるおそれがある。更
に、スリットが冷却水通路に連通している場合はスリッ
トを介して水漏れを生じるおそれもある。
【０００８】実開昭５８−８２４５３号公報では、スリ
ットはヘッドボルト孔や冷却水通路には連通していない
が、スリットの断面に丸みを設けているのみであり、そ
の他の形状には考慮が無い。このため、シリンダヘッド
の剛性を極端に低下するおそれがあり、やはりシリンダ
ヘッドとシリンダブロックとの間のシール性を悪化させ
るおそれがある。
ットはヘッドボルト孔や冷却水通路には連通していない
が、スリットの断面に丸みを設けているのみであり、そ
の他の形状には考慮が無い。このため、シリンダヘッド
の剛性を極端に低下するおそれがあり、やはりシリンダ
ヘッドとシリンダブロックとの間のシール性を悪化させ
るおそれがある。
【０００９】本発明は、熱応力を十分に緩和するととも
に、同時にシリンダヘッドの剛性を十分に維持できる内
燃機関のシリンダヘッド熱応力緩和構造の提供を目的と
するものである。
に、同時にシリンダヘッドの剛性を十分に維持できる内
燃機関のシリンダヘッド熱応力緩和構造の提供を目的と
するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の内燃機関
のシリンダヘッド熱応力緩和構造は、シリンダヘッドの
底面からシリンダヘッドの壁部内へ形成されている熱応
力緩和用スリットを有する内燃機関のシリンダヘッド熱
応力緩和構造であって、前記熱応力緩和用スリットは、
該スリットの厚み方向を内燃機関の燃焼室に向けて形成
され、該燃焼室のほぼ中央に対する部分を最深とし該最
深部分から離れるにしたがって徐々に浅く形成され、か
つ前記シリンダヘッド内に形成されている他の空間構成
とは連通することなく独立して形成されていることを特
徴とする。
のシリンダヘッド熱応力緩和構造は、シリンダヘッドの
底面からシリンダヘッドの壁部内へ形成されている熱応
力緩和用スリットを有する内燃機関のシリンダヘッド熱
応力緩和構造であって、前記熱応力緩和用スリットは、
該スリットの厚み方向を内燃機関の燃焼室に向けて形成
され、該燃焼室のほぼ中央に対する部分を最深とし該最
深部分から離れるにしたがって徐々に浅く形成され、か
つ前記シリンダヘッド内に形成されている他の空間構成
とは連通することなく独立して形成されていることを特
徴とする。
【００１１】このように熱応力緩和用スリットは、燃焼
室のほぼ中央に対する部分を最深とし該最深部分から離
れるにしたがって徐々に浅く形成されている。最深部以
外は熱応力緩和用スリットはより浅く形成されているた
め、スリットの形状に起因してシリンダヘッドの剛性を
極端に低下させることはなく十分に剛性を維持できる。
このためシリンダヘッドとシリンダブロックとの間のシ
ール性が悪化するおそれがない。
室のほぼ中央に対する部分を最深とし該最深部分から離
れるにしたがって徐々に浅く形成されている。最深部以
外は熱応力緩和用スリットはより浅く形成されているた
め、スリットの形状に起因してシリンダヘッドの剛性を
極端に低下させることはなく十分に剛性を維持できる。
このためシリンダヘッドとシリンダブロックとの間のシ
ール性が悪化するおそれがない。
【００１２】そして、燃焼室のほぼ中央に対する部分を
最深としているので、この熱応力緩和用スリットによ
り、熱膨張が特に大きな燃焼室中央部分の熱応力の緩和
を効果的に実現することができる。
最深としているので、この熱応力緩和用スリットによ
り、熱膨張が特に大きな燃焼室中央部分の熱応力の緩和
を効果的に実現することができる。
【００１３】また、熱応力緩和用スリットの深さは徐々
に変化し、ステップ的な変化ではないので、熱応力緩和
用スリットの頂部での応力集中も抑制され、シリンダヘ
ッドの耐久性に悪影響を生じない。
に変化し、ステップ的な変化ではないので、熱応力緩和
用スリットの頂部での応力集中も抑制され、シリンダヘ
ッドの耐久性に悪影響を生じない。
【００１４】更に、この熱応力緩和用スリットは、シリ
ンダヘッド内に形成されている他の空間構成とは連通す
ることなく独立して形成されていることにより、上述し
たシリンダヘッドの剛性維持に悪影響を及ぼすことはな
い。このため、シリンダヘッドとシリンダブロックとの
間のシール性を悪化させることがなく、またスリットを
介して水やオイル等の漏れを生じるおそれもない。
ンダヘッド内に形成されている他の空間構成とは連通す
ることなく独立して形成されていることにより、上述し
たシリンダヘッドの剛性維持に悪影響を及ぼすことはな
い。このため、シリンダヘッドとシリンダブロックとの
間のシール性を悪化させることがなく、またスリットを
介して水やオイル等の漏れを生じるおそれもない。
【００１５】このように、本シリンダヘッド熱応力緩和
構造は、熱応力を十分に緩和でき、同時にシリンダヘッ
ドの剛性を十分に維持できる。請求項２記載の内燃機関
のシリンダヘッド熱応力緩和構造は、請求項１記載の構
成に対して、前記シリンダヘッドは複数気筒分のシリン
ダヘッドを一体として構成したものであり、前記熱応力
緩和用スリットは前記スリットの厚み方向を前記気筒の
配列方向にほぼ一致させて前記気筒間に形成されている
ことを特徴とする。
構造は、熱応力を十分に緩和でき、同時にシリンダヘッ
ドの剛性を十分に維持できる。請求項２記載の内燃機関
のシリンダヘッド熱応力緩和構造は、請求項１記載の構
成に対して、前記シリンダヘッドは複数気筒分のシリン
ダヘッドを一体として構成したものであり、前記熱応力
緩和用スリットは前記スリットの厚み方向を前記気筒の
配列方向にほぼ一致させて前記気筒間に形成されている
ことを特徴とする。
【００１６】このように複数の気筒が配列したシリンダ
ヘッドにおいても、スリットの厚み方向を気筒の配列方
向にほぼ一致させて気筒間に形成することで、熱応力緩
和用スリットは両側の気筒について、前記請求項１で述
べた作用により熱応力を緩和して、前記請求項１で述べ
た効果を生じさせることができる。
ヘッドにおいても、スリットの厚み方向を気筒の配列方
向にほぼ一致させて気筒間に形成することで、熱応力緩
和用スリットは両側の気筒について、前記請求項１で述
べた作用により熱応力を緩和して、前記請求項１で述べ
た効果を生じさせることができる。
【００１７】請求項３記載の内燃機関のシリンダヘッド
熱応力緩和構造は、請求項１または２記載の構成に対し
て、前記熱応力緩和用スリットは、前記シリンダヘッド
の底面から前記シリンダヘッドの壁部内へ円弧状の深さ
分布で形成されていることにより、前記燃焼室の中央に
対する部分をほぼ最深とし該部分から離れるにしたがっ
て徐々に浅く形成されていることを特徴とする。
熱応力緩和構造は、請求項１または２記載の構成に対し
て、前記熱応力緩和用スリットは、前記シリンダヘッド
の底面から前記シリンダヘッドの壁部内へ円弧状の深さ
分布で形成されていることにより、前記燃焼室の中央に
対する部分をほぼ最深とし該部分から離れるにしたがっ
て徐々に浅く形成されていることを特徴とする。
【００１８】このように熱応力緩和用スリットをシリン
ダヘッドの底面からシリンダヘッドの壁部内へ円弧状の
深さ分布で形成することにより、請求項１または２の作
用効果を生じさせることができるとともに、円盤状のカ
ッタにて機械加工することより容易にシリンダヘッドに
形成することができ、生産性を高くすることができる。
ダヘッドの底面からシリンダヘッドの壁部内へ円弧状の
深さ分布で形成することにより、請求項１または２の作
用効果を生じさせることができるとともに、円盤状のカ
ッタにて機械加工することより容易にシリンダヘッドに
形成することができ、生産性を高くすることができる。
【００１９】請求項４記載の内燃機関のシリンダヘッド
熱応力緩和構造は、請求項１〜３のいずれか記載の構成
に対して、前記熱応力緩和用スリットの頂部における厚
さ方向での断面は、角部を有しないことを特徴とする。
熱応力緩和構造は、請求項１〜３のいずれか記載の構成
に対して、前記熱応力緩和用スリットの頂部における厚
さ方向での断面は、角部を有しないことを特徴とする。
【００２０】このように熱応力緩和用スリットは、頂部
における厚さ方向での断面に角部を有しないことによ
り、頂部に応力が集中することを抑制できる。このた
め、請求項１〜３のいずれかの作用効果とともに、シリ
ンダヘッドの耐久性に対する悪影響を抑制できるという
効果を生じる。
における厚さ方向での断面に角部を有しないことによ
り、頂部に応力が集中することを抑制できる。このた
め、請求項１〜３のいずれかの作用効果とともに、シリ
ンダヘッドの耐久性に対する悪影響を抑制できるという
効果を生じる。
【００２１】請求項５記載の内燃機関のシリンダヘッド
熱応力緩和構造は、請求項４記載の構成に対して、前記
熱応力緩和用スリットの頂部における厚さ方向での断面
は、略Ｕ字形をなしていることにより、角部を有しない
ことを特徴とする。
熱応力緩和構造は、請求項４記載の構成に対して、前記
熱応力緩和用スリットの頂部における厚さ方向での断面
は、略Ｕ字形をなしていることにより、角部を有しない
ことを特徴とする。
【００２２】このように熱応力緩和用スリットは頂部に
おける厚さ方向での断面が略Ｕ字形をなしていることに
より、頂部に応力が集中することを抑制することがで
き、請求項４の作用効果を実現することができる。
おける厚さ方向での断面が略Ｕ字形をなしていることに
より、頂部に応力が集中することを抑制することがで
き、請求項４の作用効果を実現することができる。
【００２３】請求項６記載の内燃機関のシリンダヘッド
熱応力緩和構造は、請求項１〜５のいずれか記載の構成
に対して、前記熱応力緩和用スリットの最深部は、前記
シリンダヘッドに形成されたポートに設けられているバ
ルブシートの上端位置とほぼ同じ高さに、前記熱応力緩
和用スリットの頂部位置が設定されていることを特徴と
する。
熱応力緩和構造は、請求項１〜５のいずれか記載の構成
に対して、前記熱応力緩和用スリットの最深部は、前記
シリンダヘッドに形成されたポートに設けられているバ
ルブシートの上端位置とほぼ同じ高さに、前記熱応力緩
和用スリットの頂部位置が設定されていることを特徴と
する。
【００２４】シリンダヘッドに形成されている燃焼室面
には、吸気ポートや排気ポートが開口している。これら
ポートにはバルブシートが取り付けられている。このた
めシリンダヘッドのポートの周囲には、バルブシートを
はめ込むための凹部が形成されている。この凹部に囲ま
れた燃焼室中央部分は特に高温となって熱応力の影響が
大きい。しかも凹部が形成されているため熱応力の集中
も顕著となりやすい。
には、吸気ポートや排気ポートが開口している。これら
ポートにはバルブシートが取り付けられている。このた
めシリンダヘッドのポートの周囲には、バルブシートを
はめ込むための凹部が形成されている。この凹部に囲ま
れた燃焼室中央部分は特に高温となって熱応力の影響が
大きい。しかも凹部が形成されているため熱応力の集中
も顕著となりやすい。
【００２５】このため、熱応力緩和用スリットの最深部
においては、シリンダヘッドに形成されたポートに設け
られているバルブシートの上端位置とほぼ同じ高さに熱
応力緩和用スリットの頂部位置を設定する。このことに
より、前述した熱応力が集中しやすい位置（燃焼室面か
らバルブシートの上端位置まで）については、十分に応
力緩和が可能となる。しかも、熱応力の問題がないバル
ブシートの上端位置よりも上方の領域へは熱応力緩和用
スリットを延ばしていないので、シリンダヘッドの剛性
を必要以上に低下させることがない。このため、請求項
１〜５のいずれか記載の作用効果をより顕著なものとす
ることができる。
においては、シリンダヘッドに形成されたポートに設け
られているバルブシートの上端位置とほぼ同じ高さに熱
応力緩和用スリットの頂部位置を設定する。このことに
より、前述した熱応力が集中しやすい位置（燃焼室面か
らバルブシートの上端位置まで）については、十分に応
力緩和が可能となる。しかも、熱応力の問題がないバル
ブシートの上端位置よりも上方の領域へは熱応力緩和用
スリットを延ばしていないので、シリンダヘッドの剛性
を必要以上に低下させることがない。このため、請求項
１〜５のいずれか記載の作用効果をより顕著なものとす
ることができる。
【００２６】請求項７記載の内燃機関のシリンダヘッド
熱応力緩和構造は、請求項１〜６のいずれか記載の構成
に対して、前記気筒は４弁式であることを特徴とする。
このように４弁式であると、４弁の中央位置は特に熱応
力の集中が激しいので、請求項１〜６記載の作用効果が
より顕著なものとなる。
熱応力緩和構造は、請求項１〜６のいずれか記載の構成
に対して、前記気筒は４弁式であることを特徴とする。
このように４弁式であると、４弁の中央位置は特に熱応
力の集中が激しいので、請求項１〜６記載の作用効果が
より顕著なものとなる。
【００２７】請求項８記載の内燃機関のシリンダヘッド
熱応力緩和構造は、請求項１〜７のいずれか記載の構成
に対して、前記内燃機関は、４弁式直噴ディーゼルエン
ジンであることを特徴とする。
熱応力緩和構造は、請求項１〜７のいずれか記載の構成
に対して、前記内燃機関は、４弁式直噴ディーゼルエン
ジンであることを特徴とする。
【００２８】具体的には、４弁式直噴ディーゼルエンジ
ンに用いて、請求項１〜７のいずれかの作用効果を生じ
させることができる。請求項９記載の内燃機関のシリン
ダヘッド熱応力緩和構造は、請求項１〜８のいずれか記
載の構成に対して、前記シリンダヘッドはアルミニウム
合金製であることを特徴とする。
ンに用いて、請求項１〜７のいずれかの作用効果を生じ
させることができる。請求項９記載の内燃機関のシリン
ダヘッド熱応力緩和構造は、請求項１〜８のいずれか記
載の構成に対して、前記シリンダヘッドはアルミニウム
合金製であることを特徴とする。
【００２９】シリンダヘッドがアルミニウム合金製であ
ると、鋳鉄などに比較して熱膨張率が大きくなり、大き
な熱応力が発生することから、請求項１〜８のいずれか
の作用効果がより顕著なものとなる。
ると、鋳鉄などに比較して熱膨張率が大きくなり、大き
な熱応力が発生することから、請求項１〜８のいずれか
の作用効果がより顕著なものとなる。
【００３０】
【発明の実施の形態】［実施の形態１］図１はディーゼ
ルエンジンにおけるシリンダヘッド２の主要部底面図、
図２はそのＡ−Ａ断面図および図３はＢ−Ｂ断面図であ
る。
ルエンジンにおけるシリンダヘッド２の主要部底面図、
図２はそのＡ−Ａ断面図および図３はＢ−Ｂ断面図であ
る。
【００３１】ここで、シリンダヘッド２はアルミニウム
合金にて形成されている。シリンダヘッド２の底面２ａ
には、一点鎖線で示すごとく平面状の燃焼室面６が設定
されている。この燃焼室面６はシリンダブロック（鋳鉄
製、図示略）と組み合わされた場合には、燃焼室の天井
部分の内面となる。この燃焼室面６内には吸気ポート
８、排気ポート１０、ノズル孔１２およびグロープラグ
収納穴１４が形成されている。
合金にて形成されている。シリンダヘッド２の底面２ａ
には、一点鎖線で示すごとく平面状の燃焼室面６が設定
されている。この燃焼室面６はシリンダブロック（鋳鉄
製、図示略）と組み合わされた場合には、燃焼室の天井
部分の内面となる。この燃焼室面６内には吸気ポート
８、排気ポート１０、ノズル孔１２およびグロープラグ
収納穴１４が形成されている。
【００３２】また、図３に示したごとく、吸気ポート８
および排気ポート１０の燃焼室面６側には、それぞれバ
ルブシート８ａ，１０ａが取り付けられている。このバ
ルブシート８ａ，１０ａには、ディーゼルエンジンとし
て組み立てられた場合に、バルブガイド８ｂ，１０ｂを
挿通するポペット弁のバルブフェースが離合し、吸気バ
ルブおよび排気バルブとしての開閉動作を行う。
および排気ポート１０の燃焼室面６側には、それぞれバ
ルブシート８ａ，１０ａが取り付けられている。このバ
ルブシート８ａ，１０ａには、ディーゼルエンジンとし
て組み立てられた場合に、バルブガイド８ｂ，１０ｂを
挿通するポペット弁のバルブフェースが離合し、吸気バ
ルブおよび排気バルブとしての開閉動作を行う。
【００３３】また、燃焼室面６の間には熱応力緩和用ス
リット１６が設けられている。この熱応力緩和用スリッ
ト１６は、厚み方向（図１矢印Ｄ方向）を燃焼室側に向
けるとともに、シリンダヘッド２の底面２ａから上方へ
シリンダヘッド２の壁部２ｂ内に円弧状に形成されてい
る。このため熱応力緩和用スリット１６は燃焼室の中央
に対する部分（ここでは熱応力緩和用スリット１６の中
央）を最も深い最深部１６ａとし、この最深部１６ａか
ら離れるにしたがって徐々に浅く形成されている。
リット１６が設けられている。この熱応力緩和用スリッ
ト１６は、厚み方向（図１矢印Ｄ方向）を燃焼室側に向
けるとともに、シリンダヘッド２の底面２ａから上方へ
シリンダヘッド２の壁部２ｂ内に円弧状に形成されてい
る。このため熱応力緩和用スリット１６は燃焼室の中央
に対する部分（ここでは熱応力緩和用スリット１６の中
央）を最も深い最深部１６ａとし、この最深部１６ａか
ら離れるにしたがって徐々に浅く形成されている。
【００３４】この熱応力緩和用スリット１６は、前後に
存在するヘッドボルト孔１８，２０には連通していな
い。また、シリンダヘッド２内に形成されている他の空
間構成、例えば、冷却水通路２２，２４等とも連通する
ことなく独立して形成されている。このことから熱応力
緩和用スリット１６は冷却水通路２２，２４側では徐々
に浅く形成されていると見ることもできる。
存在するヘッドボルト孔１８，２０には連通していな
い。また、シリンダヘッド２内に形成されている他の空
間構成、例えば、冷却水通路２２，２４等とも連通する
ことなく独立して形成されている。このことから熱応力
緩和用スリット１６は冷却水通路２２，２４側では徐々
に浅く形成されていると見ることもできる。
【００３５】また、熱応力緩和用スリット１６の最深部
１６ａは、その深さＨ１が吸気ポート８および排気ポー
ト１０に設けたバルブシート８ａ，１０ａの上端位置
（ここでは最も高い吸気ポート８のバルブシート８ａの
上端位置）の高さＨ２とほぼ同じに設定してある。深さ
Ｈ１と高さＨ２とはともに、シリンダヘッド２の底面２
ａからの距離である。すなわち、熱応力緩和用スリット
１６の最深部１６ａは吸気ポート８のバルブシート８ａ
の上端位置と同じ位置に存在する。
１６ａは、その深さＨ１が吸気ポート８および排気ポー
ト１０に設けたバルブシート８ａ，１０ａの上端位置
（ここでは最も高い吸気ポート８のバルブシート８ａの
上端位置）の高さＨ２とほぼ同じに設定してある。深さ
Ｈ１と高さＨ２とはともに、シリンダヘッド２の底面２
ａからの距離である。すなわち、熱応力緩和用スリット
１６の最深部１６ａは吸気ポート８のバルブシート８ａ
の上端位置と同じ位置に存在する。
【００３６】この熱応力緩和用スリット１６はシリンダ
ヘッド２の底面２ａから円盤状のカッタで切削すること
により機械加工にて形成されている。この時、用いられ
る円盤状のカッタの刃先は断面Ｕ字形をなしている。こ
のため形成されている熱応力緩和用スリット１６の頂部
１６ｂにおける厚さ方向での断面は、図４（図１のＣ−
Ｃ断面）に示すごとく略Ｕ字形をなしている。このこと
により熱応力緩和用スリット１６の頂部１６ｂの形状は
角部を有しない形状となっている。この熱応力緩和用ス
リット１６の厚さは、例えば１ｍｍ前後に形成されてい
る。
ヘッド２の底面２ａから円盤状のカッタで切削すること
により機械加工にて形成されている。この時、用いられ
る円盤状のカッタの刃先は断面Ｕ字形をなしている。こ
のため形成されている熱応力緩和用スリット１６の頂部
１６ｂにおける厚さ方向での断面は、図４（図１のＣ−
Ｃ断面）に示すごとく略Ｕ字形をなしている。このこと
により熱応力緩和用スリット１６の頂部１６ｂの形状は
角部を有しない形状となっている。この熱応力緩和用ス
リット１６の厚さは、例えば１ｍｍ前後に形成されてい
る。
【００３７】なお、シリンダヘッド２がシリンダブロッ
クに固定一体化される際には、シリンダヘッド２の底面
２ａには、燃焼室面６およびシリンダブロック側の冷却
水通路と接続する水路等を除いてガスケットが配置され
る。このため熱応力緩和用スリット１６の開口部はガス
ケットにより閉塞される。
クに固定一体化される際には、シリンダヘッド２の底面
２ａには、燃焼室面６およびシリンダブロック側の冷却
水通路と接続する水路等を除いてガスケットが配置され
る。このため熱応力緩和用スリット１６の開口部はガス
ケットにより閉塞される。
【００３８】以上説明した本実施の形態１によれば、以
下の効果が得られる。 （イ）．熱応力緩和用スリット１６は、燃焼室のほぼ中
央に対する部分を最深部１６ａとし該最深部１６ａから
離れるにしたがって徐々に浅く形成されている。このよ
うに最深部１６ａ以外は熱応力緩和用スリット１６は浅
く形成されているため、熱応力緩和用スリット１６の形
状に起因してシリンダヘッド２の剛性を極端に低下させ
ることはなく十分に剛性を維持できる。このためシリン
ダヘッド２とシリンダブロックとの間のシール性が悪化
するおそれがない。
下の効果が得られる。 （イ）．熱応力緩和用スリット１６は、燃焼室のほぼ中
央に対する部分を最深部１６ａとし該最深部１６ａから
離れるにしたがって徐々に浅く形成されている。このよ
うに最深部１６ａ以外は熱応力緩和用スリット１６は浅
く形成されているため、熱応力緩和用スリット１６の形
状に起因してシリンダヘッド２の剛性を極端に低下させ
ることはなく十分に剛性を維持できる。このためシリン
ダヘッド２とシリンダブロックとの間のシール性が悪化
するおそれがない。
【００３９】そして、熱応力緩和用スリット１６はスリ
ットの厚み方向をディーゼルエンジンの燃焼室に向けて
形成され、燃焼室のほぼ中央に対する部分を最深部１６
ａとしているので、この熱応力緩和用スリット１６によ
り、熱膨張が特に大きい燃焼室中央部分の熱応力緩和を
効果的に実現することができる。
ットの厚み方向をディーゼルエンジンの燃焼室に向けて
形成され、燃焼室のほぼ中央に対する部分を最深部１６
ａとしているので、この熱応力緩和用スリット１６によ
り、熱膨張が特に大きい燃焼室中央部分の熱応力緩和を
効果的に実現することができる。
【００４０】また、熱応力緩和用スリット１６の深さは
徐々に変化し、ステップ的な変化ではないので、熱応力
緩和用スリット１６の頂部１６ｂでの応力集中も抑制さ
れ、シリンダヘッド２の耐久性に悪影響を生じない。
徐々に変化し、ステップ的な変化ではないので、熱応力
緩和用スリット１６の頂部１６ｂでの応力集中も抑制さ
れ、シリンダヘッド２の耐久性に悪影響を生じない。
【００４１】更に、この熱応力緩和用スリット１６は、
シリンダヘッド２内に形成されているヘッドボルト孔１
８，２０や冷却水通路２２，２４等の他の空間構成とは
連通することなく独立して形成されている。このことに
より、上述したシリンダヘッド２の剛性維持に悪影響を
及ぼすことはない。したがって、シリンダヘッド２とシ
リンダブロックとの間のシール性を悪化させることがな
く、また熱応力緩和用スリット１６を介して水やオイル
等の漏れを生じるおそれもない。
シリンダヘッド２内に形成されているヘッドボルト孔１
８，２０や冷却水通路２２，２４等の他の空間構成とは
連通することなく独立して形成されている。このことに
より、上述したシリンダヘッド２の剛性維持に悪影響を
及ぼすことはない。したがって、シリンダヘッド２とシ
リンダブロックとの間のシール性を悪化させることがな
く、また熱応力緩和用スリット１６を介して水やオイル
等の漏れを生じるおそれもない。
【００４２】このように、本実施の形態１のシリンダヘ
ッド熱応力緩和構造は、熱応力を十分に緩和でき、同時
にシリンダヘッド２の剛性を十分に維持できる。 （ロ）．シリンダヘッド２は複数気筒用のものであり、
熱応力緩和用スリット１６はこの厚み方向を複数の気筒
の配列方向にほぼ一致させて気筒間に形成されている。
このため熱応力緩和用スリット１６は両側の気筒につい
て、前記（イ）で述べた効果を生じさせることができ
る。
ッド熱応力緩和構造は、熱応力を十分に緩和でき、同時
にシリンダヘッド２の剛性を十分に維持できる。 （ロ）．シリンダヘッド２は複数気筒用のものであり、
熱応力緩和用スリット１６はこの厚み方向を複数の気筒
の配列方向にほぼ一致させて気筒間に形成されている。
このため熱応力緩和用スリット１６は両側の気筒につい
て、前記（イ）で述べた効果を生じさせることができ
る。
【００４３】（ハ）．熱応力緩和用スリット１６は、シ
リンダヘッド２の底面２ａからシリンダヘッド２の壁部
２ｂ内へ円弧状の深さ分布で形成されている。このため
円盤状のカッタで機械加工することにより容易にシリン
ダヘッド２に熱応力緩和用スリット１６を形成すること
ができ、生産性を高くすることができる。
リンダヘッド２の底面２ａからシリンダヘッド２の壁部
２ｂ内へ円弧状の深さ分布で形成されている。このため
円盤状のカッタで機械加工することにより容易にシリン
ダヘッド２に熱応力緩和用スリット１６を形成すること
ができ、生産性を高くすることができる。
【００４４】（ニ）．図４に示したごとく、熱応力緩和
用スリット１６は、熱応力緩和用スリット１６の頂部１
６ｂにおける厚さ方向での断面が略Ｕ字形であり、角部
を有しない。このため、頂部１６ｂに応力を一層集中し
にくくさせることができ、シリンダヘッド２の耐久性に
対する悪影響を抑制できるという効果を生じる。
用スリット１６は、熱応力緩和用スリット１６の頂部１
６ｂにおける厚さ方向での断面が略Ｕ字形であり、角部
を有しない。このため、頂部１６ｂに応力を一層集中し
にくくさせることができ、シリンダヘッド２の耐久性に
対する悪影響を抑制できるという効果を生じる。
【００４５】（ホ）．シリンダヘッド２における燃焼室
面６には、吸気ポート８や排気ポート１０が開口してい
る。これらポート８，１０にはバルブシート８ａ，１０
ａが取り付けられている。このため図３に示したごとく
シリンダヘッド２のポート８，１０の周囲は、バルブシ
ート８ａ，１０ａをはめ込むために凹部８ｃ，１０ｃが
形成されている。この凹部８ｃ，１０ｃに囲まれた燃焼
室中央部分２６は特に高温となって熱応力の影響が大き
い。しかも角部のある凹部８ｃ，１０ｃが形成されてい
るため熱応力の集中も顕著となりやすい。
面６には、吸気ポート８や排気ポート１０が開口してい
る。これらポート８，１０にはバルブシート８ａ，１０
ａが取り付けられている。このため図３に示したごとく
シリンダヘッド２のポート８，１０の周囲は、バルブシ
ート８ａ，１０ａをはめ込むために凹部８ｃ，１０ｃが
形成されている。この凹部８ｃ，１０ｃに囲まれた燃焼
室中央部分２６は特に高温となって熱応力の影響が大き
い。しかも角部のある凹部８ｃ，１０ｃが形成されてい
るため熱応力の集中も顕著となりやすい。
【００４６】しかし本実施の形態１においては、シリン
ダヘッド２に形成されたポート８，１０に設けられてい
るバルブシート８ａ，１０ａの内、高い方の上端位置と
ほぼ同じ高さに頂部１６ｂが来るように、熱応力緩和用
スリット１６の最深部１６ａを対向させている。このこ
とにより、前述した熱応力が集中しやすい燃焼室中央部
分２６については、十分に応力緩和が可能となる。しか
も、熱応力の問題がないバルブシート８ａの上端位置よ
りも上の領域までは熱応力緩和用スリット１６を延ばし
ていないので、シリンダヘッド２の剛性を必要以上に低
下させることがない。
ダヘッド２に形成されたポート８，１０に設けられてい
るバルブシート８ａ，１０ａの内、高い方の上端位置と
ほぼ同じ高さに頂部１６ｂが来るように、熱応力緩和用
スリット１６の最深部１６ａを対向させている。このこ
とにより、前述した熱応力が集中しやすい燃焼室中央部
分２６については、十分に応力緩和が可能となる。しか
も、熱応力の問題がないバルブシート８ａの上端位置よ
りも上の領域までは熱応力緩和用スリット１６を延ばし
ていないので、シリンダヘッド２の剛性を必要以上に低
下させることがない。
【００４７】特に４弁（吸気弁２，排気弁２）式のディ
ーゼルエンジンのシリンダヘッドの中でも、４弁の中央
位置（燃焼室中央部分２６）は特に熱応力の集中が激し
いので、上記効果がより顕著なものとなる。
ーゼルエンジンのシリンダヘッドの中でも、４弁の中央
位置（燃焼室中央部分２６）は特に熱応力の集中が激し
いので、上記効果がより顕著なものとなる。
【００４８】（ヘ）．シリンダヘッド２はアルミニウム
合金製であるため、鋳鉄などに比較して熱膨張率が大き
くなり、大きな熱応力が発生する。特に、鋳鉄製のシリ
ンダブロックと組み合わせることから、熱応力は顕著で
ある。このようなシリンダヘッド２においても前述した
（イ）〜（ホ）の効果を十分に生じて、熱応力を十分に
緩和でき、同時にシリンダヘッド２の剛性を十分に維持
できる。
合金製であるため、鋳鉄などに比較して熱膨張率が大き
くなり、大きな熱応力が発生する。特に、鋳鉄製のシリ
ンダブロックと組み合わせることから、熱応力は顕著で
ある。このようなシリンダヘッド２においても前述した
（イ）〜（ホ）の効果を十分に生じて、熱応力を十分に
緩和でき、同時にシリンダヘッド２の剛性を十分に維持
できる。
【００４９】［実施の形態２］本実施の形態２の構成を
図５のシリンダヘッド１０２の断面図に示す。図５は前
記実施の形態１の図２に対応する図である。前記実施の
形態１とは異なり、本実施の形態２では、気筒間におい
て冷却水通路１２２，１２４からシリンダブロック側の
冷却水通路へ連絡するための冷却水通路１２２ａ，１２
４ａが形成されている。このため、熱応力緩和用スリッ
ト１１６については、ヘッドボルト孔１１８，１２０ば
かりでなく、冷却水通路１２２ａ，１２４ａとも連絡し
ないように、冷却水通路１２２ａ，１２４ａを避けて円
弧状に形成されている。このように熱応力緩和用スリッ
ト１１６は冷却水通路１２２ａ，１２４ａ側で徐々に浅
く形成されている。
図５のシリンダヘッド１０２の断面図に示す。図５は前
記実施の形態１の図２に対応する図である。前記実施の
形態１とは異なり、本実施の形態２では、気筒間におい
て冷却水通路１２２，１２４からシリンダブロック側の
冷却水通路へ連絡するための冷却水通路１２２ａ，１２
４ａが形成されている。このため、熱応力緩和用スリッ
ト１１６については、ヘッドボルト孔１１８，１２０ば
かりでなく、冷却水通路１２２ａ，１２４ａとも連絡し
ないように、冷却水通路１２２ａ，１２４ａを避けて円
弧状に形成されている。このように熱応力緩和用スリッ
ト１１６は冷却水通路１２２ａ，１２４ａ側で徐々に浅
く形成されている。
【００５０】ただし、熱応力緩和用スリット１１６の最
深部１１６ａは、その深さＨ３が吸気ポートおよび排気
ポートに設けたバルブシートの上端位置の高さとほぼ同
じになるように、頂部１１６ｂの位置が設定してある。
深部１１６ａは、その深さＨ３が吸気ポートおよび排気
ポートに設けたバルブシートの上端位置の高さとほぼ同
じになるように、頂部１１６ｂの位置が設定してある。
【００５１】他の構成については実施の形態１と同じで
ある。以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効
果が得られる。 （イ）．実施の形態１で述べた（イ）〜（ヘ）の効果が
存在する。
ある。以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効
果が得られる。 （イ）．実施の形態１で述べた（イ）〜（ヘ）の効果が
存在する。
【００５２】（ロ）．シリンダブロック側に連絡する冷
却水通路１２２ａ，１２４ａを避けて、熱応力緩和用ス
リット１１６が形成されているので、シリンダヘッド１
０２の剛性を維持しつつ熱応力を十分に緩和できるとと
もに、水漏れも防止できる。
却水通路１２２ａ，１２４ａを避けて、熱応力緩和用ス
リット１１６が形成されているので、シリンダヘッド１
０２の剛性を維持しつつ熱応力を十分に緩和できるとと
もに、水漏れも防止できる。
【００５３】［その他の実施の形態］ ・前記実施の形態１，２においては、特に熱応力の大き
いシリンダヘッドの長手方向の熱応力緩和のために、気
筒間に熱応力緩和用スリット１６，１１６を設けた。し
かし、シリンダヘッドにおける他の部分に設けてもよ
い。すなわち、熱応力緩和用スリットの厚み方向を燃焼
室に向けて形成し、この燃焼室のほぼ中央に対する部分
を最深とし、この最深部分から離れるにしたがって徐々
に浅く形成し、かつシリンダヘッド内に形成されている
他の空間構成とは連通することなく独立して形成してい
ればよい。このような構成により、実施の形態１にて述
べた（イ）の効果を生じることができる。
いシリンダヘッドの長手方向の熱応力緩和のために、気
筒間に熱応力緩和用スリット１６，１１６を設けた。し
かし、シリンダヘッドにおける他の部分に設けてもよ
い。すなわち、熱応力緩和用スリットの厚み方向を燃焼
室に向けて形成し、この燃焼室のほぼ中央に対する部分
を最深とし、この最深部分から離れるにしたがって徐々
に浅く形成し、かつシリンダヘッド内に形成されている
他の空間構成とは連通することなく独立して形成してい
ればよい。このような構成により、実施の形態１にて述
べた（イ）の効果を生じることができる。
【００５４】・また、このように気筒間でなくても熱応
力緩和用スリットの効果は生じるので、１気筒の内燃機
関のシリンダベッドに設けても、熱応力が集中しやすい
燃焼室中心部分に対して有効に作用して、熱応力を十分
に緩和でき、同時にシリンダヘッドの剛性を十分に維持
できる。
力緩和用スリットの効果は生じるので、１気筒の内燃機
関のシリンダベッドに設けても、熱応力が集中しやすい
燃焼室中心部分に対して有効に作用して、熱応力を十分
に緩和でき、同時にシリンダヘッドの剛性を十分に維持
できる。
【００５５】・前記実施の形態１，２においては、ディ
ーゼルエンジンによる実施の形態を挙げたが、ガソリン
エンジンの場合も同様に適用することができ、上述した
効果を生じる。
ーゼルエンジンによる実施の形態を挙げたが、ガソリン
エンジンの場合も同様に適用することができ、上述した
効果を生じる。
【００５６】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明の実施の形態には、特許請求の範囲に記載
した技術的事項以外に次のような各種の技術的事項の実
施形態を有するものであることを付記しておく。
たが、本発明の実施の形態には、特許請求の範囲に記載
した技術的事項以外に次のような各種の技術的事項の実
施形態を有するものであることを付記しておく。
【００５７】（１）シリンダヘッドの長手方向の各気筒
間にシリンダヘッド短手方向に延びるスリットを形成す
るシリンダヘッドにおいて、前記スリットはシリンダヘ
ッドのヘッドボルト孔、ウォータジャケット等の開口部
と連通することなく、かつ前記スリットのシリンダヘッ
ド底面からの深さは燃焼室中央部に対応する部分が最も
深く燃焼室外側に対応する部分へ向けて徐々に浅くなる
ことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド。
間にシリンダヘッド短手方向に延びるスリットを形成す
るシリンダヘッドにおいて、前記スリットはシリンダヘ
ッドのヘッドボルト孔、ウォータジャケット等の開口部
と連通することなく、かつ前記スリットのシリンダヘッ
ド底面からの深さは燃焼室中央部に対応する部分が最も
深く燃焼室外側に対応する部分へ向けて徐々に浅くなる
ことを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド。
【００５８】（２）前記スリットの最大深さは燃焼室に
設けられているバルブシートの上端高さ相当であること
を特徴とする（１）記載の内燃機関のシリンダヘッド。 （３）各気筒毎４弁式の直噴ディーゼルエンジンである
ことを特徴とする（２）記載の内燃機関のシリンダヘッ
ド。
設けられているバルブシートの上端高さ相当であること
を特徴とする（１）記載の内燃機関のシリンダヘッド。 （３）各気筒毎４弁式の直噴ディーゼルエンジンである
ことを特徴とする（２）記載の内燃機関のシリンダヘッ
ド。
【００５９】（４）スリットの底面形状は略Ｕ字状であ
ることを特徴とする（１）記載の内燃機関のシリンダヘ
ッド。 （５）スリットはアルミニウム合金製のシリンダヘッド
に機械加工により形成されていることを特徴とする
（１）記載の内燃機関のシリンダヘッド。
ることを特徴とする（１）記載の内燃機関のシリンダヘ
ッド。 （５）スリットはアルミニウム合金製のシリンダヘッド
に機械加工により形成されていることを特徴とする
（１）記載の内燃機関のシリンダヘッド。
【００６０】（６）スリットは円弧状であることを特徴
とする（５）記載の内燃機関のシリンダヘッド。 （７）シリンダヘッドの底面からシリンダヘッドの壁部
内へ形成されている熱応力緩和用スリットを有する内燃
機関のシリンダヘッド熱応力緩和構造であって、前記熱
応力緩和用スリットは、該スリットの厚み方向を内燃機
関の燃焼室に向けて形成され、該燃焼室のほぼ中央に対
する部分を最深とし冷却水通路側で徐々に浅く形成さ
れ、かつ前記シリンダヘッド内に形成されている他の空
間構成とは連通することなく独立して形成されているこ
とを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド熱応力緩和構
造。
とする（５）記載の内燃機関のシリンダヘッド。 （７）シリンダヘッドの底面からシリンダヘッドの壁部
内へ形成されている熱応力緩和用スリットを有する内燃
機関のシリンダヘッド熱応力緩和構造であって、前記熱
応力緩和用スリットは、該スリットの厚み方向を内燃機
関の燃焼室に向けて形成され、該燃焼室のほぼ中央に対
する部分を最深とし冷却水通路側で徐々に浅く形成さ
れ、かつ前記シリンダヘッド内に形成されている他の空
間構成とは連通することなく独立して形成されているこ
とを特徴とする内燃機関のシリンダヘッド熱応力緩和構
造。
【００６１】
【発明の効果】請求項１記載の内燃機関のシリンダヘッ
ド熱応力緩和構造においては、熱応力緩和用スリット
は、燃焼室のほぼ中央に対する部分を最深とし該最深部
分から離れるにしたがって徐々に浅く形成されている。
最深部以外は熱応力緩和用スリットはより浅く形成され
ているため、スリットの形状に起因してシリンダヘッド
の剛性を極端に低下させることはなく十分に剛性を維持
できる。このためシリンダヘッドとシリンダブロックと
の間のシール性が悪化するおそれがない。そして、燃焼
室のほぼ中央に対する部分を最深としているので、この
熱応力緩和用スリットにより、熱膨張が特に大きな燃焼
室中央部分の熱応力の緩和を効果的に実現することがで
きる。また、熱応力緩和用スリットの深さは徐々に変化
し、ステップ的な変化ではないので、熱応力緩和用スリ
ットの頂部での応力集中も抑制され、シリンダヘッドの
耐久性に悪影響を生じない。更に、この熱応力緩和用ス
リットは、シリンダヘッド内に形成されている他の空間
構成とは連通することなく独立して形成されていること
により、上述したシリンダヘッドの剛性維持に悪影響を
及ぼすことはない。このため、シリンダヘッドとシリン
ダブロックとの間のシール性を悪化させることがなく、
またスリットを介して水やオイル等の漏れを生じるおそ
れもない。このように、本シリンダヘッド熱応力緩和構
造は、熱応力を十分に緩和でき、同時にシリンダヘッド
の剛性を十分に維持できる。
ド熱応力緩和構造においては、熱応力緩和用スリット
は、燃焼室のほぼ中央に対する部分を最深とし該最深部
分から離れるにしたがって徐々に浅く形成されている。
最深部以外は熱応力緩和用スリットはより浅く形成され
ているため、スリットの形状に起因してシリンダヘッド
の剛性を極端に低下させることはなく十分に剛性を維持
できる。このためシリンダヘッドとシリンダブロックと
の間のシール性が悪化するおそれがない。そして、燃焼
室のほぼ中央に対する部分を最深としているので、この
熱応力緩和用スリットにより、熱膨張が特に大きな燃焼
室中央部分の熱応力の緩和を効果的に実現することがで
きる。また、熱応力緩和用スリットの深さは徐々に変化
し、ステップ的な変化ではないので、熱応力緩和用スリ
ットの頂部での応力集中も抑制され、シリンダヘッドの
耐久性に悪影響を生じない。更に、この熱応力緩和用ス
リットは、シリンダヘッド内に形成されている他の空間
構成とは連通することなく独立して形成されていること
により、上述したシリンダヘッドの剛性維持に悪影響を
及ぼすことはない。このため、シリンダヘッドとシリン
ダブロックとの間のシール性を悪化させることがなく、
またスリットを介して水やオイル等の漏れを生じるおそ
れもない。このように、本シリンダヘッド熱応力緩和構
造は、熱応力を十分に緩和でき、同時にシリンダヘッド
の剛性を十分に維持できる。
【００６２】請求項２記載の内燃機関のシリンダヘッド
熱応力緩和構造においては、請求項１記載の構成に対し
て、前記シリンダヘッドは複数気筒分のシリンダヘッド
を一体として構成したものであり、前記熱応力緩和用ス
リットは前記スリットの厚み方向を前記気筒の配列方向
にほぼ一致させて前記気筒間に形成されている。このよ
うに複数の気筒が配列したシリンダヘッドにおいても、
スリットの厚み方向を気筒の配列方向にほぼ一致させて
気筒間に形成することで、熱応力緩和用スリットは両側
の気筒について、前記請求項１で述べた作用により熱応
力を緩和して、前記請求項１で述べた効果を生じさせる
ことができる。
熱応力緩和構造においては、請求項１記載の構成に対し
て、前記シリンダヘッドは複数気筒分のシリンダヘッド
を一体として構成したものであり、前記熱応力緩和用ス
リットは前記スリットの厚み方向を前記気筒の配列方向
にほぼ一致させて前記気筒間に形成されている。このよ
うに複数の気筒が配列したシリンダヘッドにおいても、
スリットの厚み方向を気筒の配列方向にほぼ一致させて
気筒間に形成することで、熱応力緩和用スリットは両側
の気筒について、前記請求項１で述べた作用により熱応
力を緩和して、前記請求項１で述べた効果を生じさせる
ことができる。
【００６３】請求項３記載の内燃機関のシリンダヘッド
熱応力緩和構造においては、請求項１または２記載の構
成に対して、熱応力緩和用スリットをシリンダヘッドの
底面からシリンダヘッドの壁部内へ円弧状の深さ分布で
形成している。このため、請求項１または２の作用効果
を生じさせることができるとともに、円盤状のカッタに
て機械加工することより容易にシリンダヘッドに形成す
ることができ、生産性を高くすることができる。
熱応力緩和構造においては、請求項１または２記載の構
成に対して、熱応力緩和用スリットをシリンダヘッドの
底面からシリンダヘッドの壁部内へ円弧状の深さ分布で
形成している。このため、請求項１または２の作用効果
を生じさせることができるとともに、円盤状のカッタに
て機械加工することより容易にシリンダヘッドに形成す
ることができ、生産性を高くすることができる。
【００６４】請求項４記載の内燃機関のシリンダヘッド
熱応力緩和構造においては、請求項１〜３のいずれか記
載の構成に対して、熱応力緩和用スリットは、頂部にお
ける厚さ方向での断面に角部を有しない。このことによ
り、頂部に応力が集中することを抑制できる。このた
め、請求項１〜３のいずれかの作用効果とともに、シリ
ンダヘッドの耐久性に対する悪影響を抑制できるという
効果を生じる。
熱応力緩和構造においては、請求項１〜３のいずれか記
載の構成に対して、熱応力緩和用スリットは、頂部にお
ける厚さ方向での断面に角部を有しない。このことによ
り、頂部に応力が集中することを抑制できる。このた
め、請求項１〜３のいずれかの作用効果とともに、シリ
ンダヘッドの耐久性に対する悪影響を抑制できるという
効果を生じる。
【００６５】請求項５記載の内燃機関のシリンダヘッド
熱応力緩和構造においては、請求項４記載の構成に対し
て、熱応力緩和用スリットは頂部における厚さ方向での
断面が略Ｕ字形をなしている。このことにより、頂部に
応力が集中することを抑制することができ、請求項４の
作用効果を実現することができる。
熱応力緩和構造においては、請求項４記載の構成に対し
て、熱応力緩和用スリットは頂部における厚さ方向での
断面が略Ｕ字形をなしている。このことにより、頂部に
応力が集中することを抑制することができ、請求項４の
作用効果を実現することができる。
【００６６】請求項６記載の内燃機関のシリンダヘッド
熱応力緩和構造においては、請求項１〜５のいずれか記
載の構成に対して、前記熱応力緩和用スリットの最深部
は、前記シリンダヘッドに形成されたポートに設けられ
ているバルブシートの上端位置とほぼ同じ高さに、前記
熱応力緩和用スリットの頂部位置が設定されている。こ
のことにより、熱応力が集中しやすい位置（燃焼室面か
らバルブシートの上端位置まで）については、十分に応
力緩和が可能となる。しかも、熱応力の問題がないバル
ブシートの上端位置よりも上方の領域へは熱応力緩和用
スリットを延ばしていないので、シリンダヘッドの剛性
を必要以上に低下させることがない。このため、請求項
１〜５のいずれか記載の作用効果をより顕著なものとす
ることができる。
熱応力緩和構造においては、請求項１〜５のいずれか記
載の構成に対して、前記熱応力緩和用スリットの最深部
は、前記シリンダヘッドに形成されたポートに設けられ
ているバルブシートの上端位置とほぼ同じ高さに、前記
熱応力緩和用スリットの頂部位置が設定されている。こ
のことにより、熱応力が集中しやすい位置（燃焼室面か
らバルブシートの上端位置まで）については、十分に応
力緩和が可能となる。しかも、熱応力の問題がないバル
ブシートの上端位置よりも上方の領域へは熱応力緩和用
スリットを延ばしていないので、シリンダヘッドの剛性
を必要以上に低下させることがない。このため、請求項
１〜５のいずれか記載の作用効果をより顕著なものとす
ることができる。
【００６７】請求項７記載の内燃機関のシリンダヘッド
熱応力緩和構造においては、請求項１〜６のいずれか記
載の構成に対して、前記気筒は４弁式である。このよう
に４弁式であると、４弁の中央位置は特に熱応力の集中
が激しいので、請求項１〜６記載の作用効果がより顕著
なものとなる。
熱応力緩和構造においては、請求項１〜６のいずれか記
載の構成に対して、前記気筒は４弁式である。このよう
に４弁式であると、４弁の中央位置は特に熱応力の集中
が激しいので、請求項１〜６記載の作用効果がより顕著
なものとなる。
【００６８】請求項８記載の内燃機関のシリンダヘッド
熱応力緩和構造においては、請求項１〜７のいずれか記
載の構成に対して、前記内燃機関は、４弁式直噴ディー
ゼルエンジンである。このように具体的な構成として４
弁式直噴ディーゼルエンジンに用いても、請求項１〜７
のいずれかの作用効果を生じさせることができる。
熱応力緩和構造においては、請求項１〜７のいずれか記
載の構成に対して、前記内燃機関は、４弁式直噴ディー
ゼルエンジンである。このように具体的な構成として４
弁式直噴ディーゼルエンジンに用いても、請求項１〜７
のいずれかの作用効果を生じさせることができる。
【００６９】請求項９記載の内燃機関のシリンダヘッド
熱応力緩和構造においては、請求項１〜８のいずれか記
載の構成に対して、前記シリンダヘッドはアルミニウム
合金製である。したがって鋳鉄などに比較して熱膨張率
が大きくなり、大きな熱応力が発生することから、請求
項１〜８のいずれかの作用効果がより顕著なものとな
る。
熱応力緩和構造においては、請求項１〜８のいずれか記
載の構成に対して、前記シリンダヘッドはアルミニウム
合金製である。したがって鋳鉄などに比較して熱膨張率
が大きくなり、大きな熱応力が発生することから、請求
項１〜８のいずれかの作用効果がより顕著なものとな
る。
【図１】 実施の形態１におけるシリンダヘッドの主要
部底面図。
部底面図。
【図２】 図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】 図１のＢ−Ｂ断面図。
【図４】 図１のＣ−Ｃ断面図。
【図５】 実施の形態２の構成を説明するための断面
図。
図。
２…シリンダヘッド、２ａ…底面、２ｂ…壁部、６…燃
焼室面、８…吸気ポート、８ａ，１０ａ…バルブシー
ト、８ｂ，１０ｂ…バルブガイド、８ｃ，１０ｃ…凹
部、１０…排気ポート、１２…ノズル孔、１４…グロー
プラグ収納穴、１６…熱応力緩和用スリット、１６ａ…
最深部、１６ｂ…頂部、１８，２０…ヘッドボルト孔、
２２，２４…冷却水通路、２６…燃焼室中央部分、１０
２…シリンダヘッド、１１６…熱応力緩和用スリット、
１１６ａ…最深部、１１６ｂ…頂部、１１８，１２０…
ヘッドボルト孔、１２２，１２４，１２２ａ，１２４ａ
… 冷却水通路。
焼室面、８…吸気ポート、８ａ，１０ａ…バルブシー
ト、８ｂ，１０ｂ…バルブガイド、８ｃ，１０ｃ…凹
部、１０…排気ポート、１２…ノズル孔、１４…グロー
プラグ収納穴、１６…熱応力緩和用スリット、１６ａ…
最深部、１６ｂ…頂部、１８，２０…ヘッドボルト孔、
２２，２４…冷却水通路、２６…燃焼室中央部分、１０
２…シリンダヘッド、１１６…熱応力緩和用スリット、
１１６ａ…最深部、１１６ｂ…頂部、１１８，１２０…
ヘッドボルト孔、１２２，１２４，１２２ａ，１２４ａ
… 冷却水通路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井沢 博之 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G024 AA06 BA00 DA01 DA02 DA06 DA18 FA03 FA08 FA14 GA10 HA07 HA19
Claims (9)
- 【請求項１】 シリンダヘッドの底面からシリンダヘッ
ドの壁部内へ形成されている熱応力緩和用スリットを有
する内燃機関のシリンダヘッド熱応力緩和構造であっ
て、 前記熱応力緩和用スリットは、該スリットの厚み方向を
内燃機関の燃焼室に向けて形成され、該燃焼室のほぼ中
央に対する部分を最深とし該最深部分から離れるにした
がって徐々に浅く形成され、かつ前記シリンダヘッド内
に形成されている他の空間構成とは連通することなく独
立して形成されていることを特徴とする内燃機関のシリ
ンダヘッド熱応力緩和構造。 - 【請求項２】 前記シリンダヘッドは複数気筒分のシリ
ンダヘッドを一体として構成したものであり、前記熱応
力緩和用スリットは前記スリットの厚み方向を前記気筒
の配列方向にほぼ一致させて前記気筒間に形成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のシリンダ
ヘッド熱応力緩和構造。 - 【請求項３】 前記熱応力緩和用スリットは、前記シリ
ンダヘッドの底面から前記シリンダヘッドの壁部内へ円
弧状の深さ分布で形成されていることにより、前記燃焼
室の中央に対する部分をほぼ最深とし該部分から離れる
にしたがって徐々に浅く形成されていることを特徴とす
る請求項１または２記載の内燃機関のシリンダヘッド熱
応力緩和構造。 - 【請求項４】 前記熱応力緩和用スリットの頂部におけ
る厚さ方向での断面は、角部を有しないことを特徴とす
る請求項１〜３のいずれか記載の内燃機関のシリンダヘ
ッド熱応力緩和構造。 - 【請求項５】 前記熱応力緩和用スリットの頂部におけ
る厚さ方向での断面は、略Ｕ字形をなしていることによ
り、角部を有しないことを特徴とする請求項４記載の内
燃機関のシリンダヘッド熱応力緩和構造。 - 【請求項６】 前記熱応力緩和用スリットの最深部は、
前記シリンダヘッドに形成されたポートに設けられてい
るバルブシートの上端位置とほぼ同じ高さに、前記熱応
力緩和用スリットの頂部位置が設定されていることを特
徴とする請求項１〜５のいずれか記載の内燃機関のシリ
ンダヘッド熱応力緩和構造。 - 【請求項７】 前記気筒は、４弁式であることを特徴と
する請求項１〜６のいずれか記載の内燃機関のシリンダ
ヘッド熱応力緩和構造。 - 【請求項８】 前記内燃機関は、４弁式直噴ディーゼル
エンジンであることを特徴とする請求項１〜７のいずれ
か記載の内燃機関のシリンダヘッド熱応力緩和構造。 - 【請求項９】 前記シリンダヘッドは、アルミニウム合
金製であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか記
載の内燃機関のシリンダヘッド熱応力緩和構造。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10333818A JP2000161128A (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 内燃機関のシリンダヘッド熱応力緩和構造 |
| EP99123425A EP1004765A1 (en) | 1998-11-25 | 1999-11-24 | Clyinder head structure of internal combustion engines for mitigating thermal stress |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10333818A JP2000161128A (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 内燃機関のシリンダヘッド熱応力緩和構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000161128A true JP2000161128A (ja) | 2000-06-13 |
| JP2000161128A5 JP2000161128A5 (ja) | 2006-01-19 |
Family
ID=18270298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10333818A Pending JP2000161128A (ja) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | 内燃機関のシリンダヘッド熱応力緩和構造 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1004765A1 (ja) |
| JP (1) | JP2000161128A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009513879A (ja) * | 2005-10-31 | 2009-04-02 | アー・ファウ・エル・リスト・ゲー・エム・ベー・ハー | 内燃機関 |
| JP5066292B1 (ja) * | 2012-02-28 | 2012-11-07 | 敏彦 辻 | ２ストローク内燃機関 |
| WO2016204593A1 (ko) * | 2015-06-19 | 2016-12-22 | 두산인프라코어 주식회사 | 엔진의 실린더 헤드 |
| WO2018033873A1 (en) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | Tvs Motor Company Limited | A cylinder head of an internal combustion engine |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10344110A1 (de) * | 2003-09-24 | 2005-04-28 | Daimler Chrysler Ag | Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine |
| AT501025B1 (de) * | 2006-02-09 | 2007-12-15 | Avl List Gmbh | Brennkraftmaschine mit einem zylinderkopf |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB456289A (en) * | 1935-07-09 | 1936-11-06 | Ass Equipment Co Ltd | Improvements in or relating to cylinder-heads of internal combustion engines |
| DE2111897C2 (de) * | 1971-03-12 | 1982-04-01 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Zylindergehäuse eines Hubkolbenmotors |
| IT1118653B (it) * | 1979-05-23 | 1986-03-03 | Fiat Veicoli Ind | Testa cilindri per motori ad accensione per compressione del tipo a precamera di combustione |
| FR2654775B1 (fr) * | 1989-11-22 | 1992-01-31 | Peugeot | Culasse pour moteur a combustion interne a inserts disposes a la coulee entre sieges de soupape. |
| JP2870463B2 (ja) * | 1996-01-19 | 1999-03-17 | トヨタ自動車株式会社 | 多気筒内燃機関のシリンダヘッド構造 |
-
1998
- 1998-11-25 JP JP10333818A patent/JP2000161128A/ja active Pending
-
1999
- 1999-11-24 EP EP99123425A patent/EP1004765A1/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009513879A (ja) * | 2005-10-31 | 2009-04-02 | アー・ファウ・エル・リスト・ゲー・エム・ベー・ハー | 内燃機関 |
| JP5066292B1 (ja) * | 2012-02-28 | 2012-11-07 | 敏彦 辻 | ２ストローク内燃機関 |
| WO2013129534A1 (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-06 | Tsuji Toshihiko | ２ストローク内燃機関 |
| WO2016204593A1 (ko) * | 2015-06-19 | 2016-12-22 | 두산인프라코어 주식회사 | 엔진의 실린더 헤드 |
| WO2018033873A1 (en) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | Tvs Motor Company Limited | A cylinder head of an internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1004765A1 (en) | 2000-05-31 |
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