JP2004044465A

JP2004044465A - エンジンにおけるシリンダヘッド構造

Info

Publication number: JP2004044465A
Application number: JP2002202192A
Authority: JP
Inventors: Hideki Saito; 齋藤　秀樹; Masabumi Takita; 瀧田　正文; Noriaki Fujii; 藤井　徳明
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】冷却水を流通させるジャケットが設けられるシリンダヘッドを備えるエンジンにおいて、シリンダヘッドの大型化を回避しつつ、シリンダヘッドのジャケット内にエアが溜まることを防止する。
【解決手段】ジャケット１４の天井壁１４ｂ内面から上方に凹んで略直線状に延びるとともに長手方向一端から他端に向かうにつれて上端閉塞部が高くなるエア抜き溝５０が、ジャケット１４の最も高い部分を形成するようにしてシリンダヘッド１２に設けられる。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却水を流通させるジャケットが設けられるシリンダヘッドを備えるエンジンに関し、特に、前記ジャケット内からエアを抜くためのシリンダヘッド構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリンダヘッドのジャケット内からエアを抜くために、たとえば特開平８−３３８３００号公報で開示されたものでは、ジャケットの天井壁内面全体を傾斜させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のものではジャケットの天井壁の大型化、ひいてはシリンダヘッドの大型化を招いてしまう。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、シリンダヘッドの大型化を回避しつつ、シリンダヘッドのジャケット内にエアが溜まることを防止したエンジンにおけるシリンダヘッド構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、冷却水を流通させるジャケットが設けられるシリンダヘッドを備えるエンジンにおいて、前記ジャケットの天井壁内面から上方に凹んで略直線状に延びるとともに長手方向一端から他端に向かうにつれて上端閉塞部が高くなるエア抜き溝が、前記ジャケットの最も高い部分を形成するようにしてシリンダヘッドに設けられることを特徴とする。
【０００６】
このような請求項１記載の発明の構成によれば、エア抜き溝は、シリンダヘッドのジャケットの最も高い部分を形成するようにして略直線状に延びるので、前記ジャケットの天井壁全体が大型化することはなく、シリンダヘッドの大型化を回避しつつ、エア抜き溝からエアを抜くようにして、ジャケット内にエアが溜まることを防止することができる。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記エア抜き溝は、前記天井壁を臨ませる動弁室内に突出するようにしてシリンダヘッドに設けられたリブ内に形成されることを特徴とし、かかる構成によれば、シリンダヘッドの動弁室に臨む部分の剛性を高めつつ、エア抜き溝を形成することができる。
【０００８】
さらに請求項３記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明の構成に加えて、前記エア抜き溝の長手方向他端部からの延長線上でシリンダヘッドに設けられた孔部からオフセットした位置で外部に開口するとともに前記エア抜き溝の長手方向他端部とほぼ同一高さに位置するエア抜き口と、前記エア抜き溝の長手方向他端部および前記エア抜き口を結んで前記ジャケットの天井壁内面から上方に凹んで略水平に延びる連通溝とが、前記シリンダヘッドに設けられることを特徴とし、かかる構成によれば、シリンダヘッドに設けられる孔部を避けて、エア抜き溝で導かれたエアをシリンダヘッド外に排出することが可能であり、エア抜き溝の配置上の自由度を増大することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図９は本発明の一実施例を示すものであり、図１はエンジンの冷却水循環系統の模式図、図２はシリンダヘッドの平面図であって図３の２矢視図、図３は図２および図４の３−３線断面図、図４は図３の４矢視図、図５は図２の５ー５線断面図、図６は図３の６矢視図、図７は図３の７−７線断面図、図８は図３の８−８線断面図、図９は図２の９−９線断面図である。
【００１１】
先ず図１において、このエンジンＥは、複数気筒たとえば第１〜第４気筒ＣＡ〜ＣＤが直列に並ぶ多気筒エンジンであり、冷却水を流通させるようにして各気筒ＣＡ〜ＣＤを囲むブロック側ジャケット１３を有するシリンダブロック１１には、気筒配列方向１５に沿うシリンダブロック１１の一端側に配置される冷却水ポンプ１６のポンプボディ１７が一体に設けられるとともに、該冷却水ポンプ１６から吐出される冷却水を、シリンダブロック１１に結合されるシリンダヘッド１２側に導く吐出路１８が設けられる。
【００１２】
一方、シリンダヘッド１２には、冷却水を流通させるヘッド側ジャケット１４が前記各気筒ＣＡ〜ＣＤに個別に対応した第１〜第４燃焼室１０Ａ〜１０Ｄを囲むようにして設けられ、前記吐出路１８からの冷却水をヘッド側ジャケット１４内に流入させる流入口１９が、前記気筒配列方向１５に沿う一端側の第１気筒ＣＡに対応する部分でシリンダヘッド１２に設けられ、ヘッド側ジャケット１４の冷却水をブロック側ジャケット１３に流通させる複数の連通路２０，２０…が、各燃焼室１０Ａ〜１０Ｄの周囲に配置されるようにしてシリンダヘッド１２に設けられる。
【００１３】
前記気筒配列方向１５に沿う他端側でシリンダヘッド１２には、該シリンダヘッド１２に取付けられるサーモスタット２１の一部を収納する収納室２２が設けられ、この収納室２２は、シリンダヘッド１２に設けられたバイパス通路２３を介してヘッド側ジャケット１４に連通可能であるとともに、冷却水ポンプ１６の吸入口に通じた吸入管２４に連通する。
【００１４】
前記サーモスタット２１は、１つの流入通路２５と、２つの流出通路２６，２７とを備えるものであり、流入通路２５は、ラジエータホース２８を介してラジエータ２９の出口に接続される。また一方の流出通路２６は、ブロック側ジャケット１３に通じてシリンダブロック１１に設けられた通路３０に、シリンダヘッド１２に設けられた通路３１を介して連通しており、ラジエータ２９の入口はラジエータホース３２を介して前記流出通路２６に通じている。さらにヘッド側ジャケット１４に通じた他方の流出通路２７は、ホース３３を介して空調用のヒータコア３４に通じるとともにホース３５を介してスロットルボディ３６に設けられた冷却水通路（図示せず）に連通する。而してヒータコア３４は、収納室２２に通じてシリンダヘッド１２に設けられた戻り口３７にホース３８を介して接続され、前記スロットルボディ３６の冷却水通路は、前記吸入管２４に設けられた戻り口３９にホース４０を介して接続される。
【００１５】
このような冷却水の循環回路においてエンジンＥの冷間時に、サーモスタット２１は、収納室２２および流入通路２５間を遮断するとともにバイパス通路２３を収納室２２に連通せしめる。これにより冷却水ポンプ１６から吐出通路１８および流入口１９を経てヘッド側ジャケット１４に流入した冷却水は、破線で示すように流通するものであり、連通路２０，２０…を経てブロック側ジャケット１３に冷却水が流通することは殆どなく、ヘッド側ジャケット１４からバイパス通路２３を介して収納室２２に流入するとともに、一部の冷却水はヒータコア３４に供給されて空調用の空気と熱交換し、他の一部の冷却水はスロットルボディ３６の冷却水通路に供給されてスロットルボディ３６の加熱に用いられる。また熱交換後にヒータコア３４から収納室２２に戻る冷却水、ならびにスロットルボディ３６の加熱後に吸入管２４に戻る冷却水は、バイパス通路２３から収納室２２に流入した冷却水とともに冷却水ポンプ１６に吸入される。
【００１６】
またエンジンＥの熱間時に、サーモスタット２１は、バイパス通路２３および収納室２２間を遮断するとともに収納室２２および流入通路２５間を連通せしめる。これにより、冷却水ポンプ１６から吐出通路１８および流入口１９を経てヘッド側ジャケット１４に流入した冷却水は、実線で示すように流通するものであり、連通路２０，２０…を介してブロック側ジャケット１３に流入した冷却水は、シリンダブロック１１を冷却した後に、通路３０，３１、流出通路２６およびラジエータホース３２を介してラジエータ２９に導かれ、ラジエータ２９で放熱することで低温となった冷却水は、ラジエータホース２８および流入通路２５を経て収納室２２に流入する。またヘッド側ジャケット１４の冷却水は、エンジンＥの冷間時と同様に、その一部がヒータコア３４に供給されて空調用の空気と熱交換した後に収納室２２に戻り、さらに他の一部の冷却水はスロットルボディ３６の加熱に用いられた後に吸入管２４に戻るものであり、ラジエータ２９で低温となった冷却水とともに冷却水ポンプ１６に吸入される。
【００１７】
図２〜図９を併せて参照して、エンジンＥはそのシリンダ軸線Ｃを水平面に対して角度αだけ傾斜させた姿勢で図示しない車両に搭載されるものであり、シリンダヘッド１２は、ガスケット４１をシリンダブロック１１との間に介在させてシリンダブロック１１に締結される。
【００１８】
シリンダヘッド１２およびシリンダブロック１１間には、各気筒ＣＡ〜ＣＤ毎に対応した燃焼室１０Ａ〜１０Ｄが形成されるものであり、各燃焼室１０Ａ〜１０Ｄ毎に一対ずつの吸気弁口４３，４３…および排気弁口４４，４４…がシリンダヘッド１２に設けられる。また一対の吸気弁口４３，４３が共通に通じるようにして各燃焼室１０Ａ〜１０Ｄ毎にシリンダヘッド１２に設けられる吸気ポート４５…が、シリンダヘッド１２の一側壁１２ａに開口するようにして該シリンダヘッド１２に設けられ、一対の排気弁口４４，４４が共通に通じるようにして各燃焼室１０Ａ〜１０Ｄ毎にシリンダヘッド１２に設けられる排気ポート４６…がシリンダヘッド１２の他側壁１２ｂに開口するようにしてシリンダヘッド１２に設けられる。しかも車両への搭載状態で、シリンダヘッド１２は、その一側壁１２ａを斜め上方に臨ませ、他側壁１２ｂを斜め下方に臨ませる姿勢となる。
【００１９】
燃焼室１０Ａ〜１０Ｄ毎に一対の吸気弁口４３，４３…を個別に開閉する吸気弁（図示せず）は、シリンダヘッド１２に固着されたガイド筒４７，４７…に開閉作動可能に嵌合され、また燃焼室１０Ａ〜１０Ｄ毎に一対の排気弁口４４，４４…を個別に開閉する排気弁（図示せず）は、シリンダヘッド１２に固着されたガイド筒４８，４８…に開閉作動可能に嵌合される。
【００２０】
またシリンダヘッド１２には、各燃焼室１０Ａ〜１０Ｄの略中央部に臨む点火プラグ（図示せず）を装着するための装着孔４９…が設けられる。
【００２１】
このようなシリンダヘッド１２には、冷却水を流通させるヘッド側ジャケット１４が前記各気筒ＣＡ〜ＣＤに個別に対応した第１〜第４燃焼室１０Ａ〜１０Ｄを囲むようにして設けられるのであるが、シリンダブロック１１に設けられた冷却水ポンプ１６から吐出される冷却水をヘッド側ジャケット１４に流入させる流入口１９が、気筒配列方向１５に沿う一端側の第１気筒ＣＡに対応する部分でヘッド側ジャケット１４のシリンダブロック側底壁１４ａに設けられ、ヘッド側ジャケット１４の冷却水をブロック側ジャケット１３に流通させる複数の連通路２０，２０…も、各燃焼室１０Ａ〜１０Ｄの周囲に配置されるようにしてヘッド側ジャケット１４のシリンダブロック側底壁１４ａに設けられる。
【００２２】
しかもヘッド側ジャケット１４のシリンダブロック側底壁１４ａのうち前記流入口１９が設けられる第１気筒ＣＡに対応する部分の肉厚ｔ１（図３参照）が、他の気筒すなわち第２〜第３気筒ＣＢ〜ＣＤに対応する部分の肉厚ｔ２（図５参照）よりも大きく設定されている。
【００２３】
またシリンダヘッド１４には、ヘッド側ジャケット１４における天井壁１４ｂの内面から上方に凹んだエア抜き溝５０が、ヘッド側ジャケット１４の最も高い部分を形成するようにして設けられる。
【００２４】
しかもヘッド側ジャケット１４の前記天井壁１４ｂは、シリンダヘッド１４と、シリンダヘッド１４に結合されるヘッドカバー（図示せず）との間に形成される動弁室５１に臨むものであるが、前記エア抜き溝５０は、動弁室５１内に突出するようにしてシリンダヘッド１４に設けられたリブ５２内に形成される。
【００２５】
リブ５２およびエア抜き溝５０は、第１気筒ＣＡに対応する部分から第４気筒ＣＤに対応する部分まで気筒配列方向１５に沿って略直線状に延びるように形成されており、エア抜き溝５０は、図９で明示するように、その長手方向一端である第１気筒ＣＡ側端部から長手方向他端である第４気筒ＣＤ側端部に向かうにつれて上端閉塞部が高くなるように、傾斜して形成される。
【００２６】
ところで、エア抜き溝５０の長手方向他端部すなわち第４気筒ＣＤ側端部からの延長線上でシリンダヘッド１２には、動弁室５１からのオイルをシリンダブロック１１側に戻すための孔部としてのオイル戻り通路５３が設けられており、そのオイル戻り通路５３を避けるようにして前記エア抜き溝５０の長手方向他端部の延長線上からオフセットした位置でシリンダヘッド１２の端壁１２ｃには、エア抜き溝５０の長手方向他端部とほぼ同一高さで外部に開口するエア抜き口５４が設けられ、エア抜き溝５０の長手方向他端部およびエア抜き口５４を結んでヘッド側ジャケットの天井壁１４ｂ内面から上方に凹んで略水平に延びる連通溝５５がシリンダヘッド１２に設けられる。
【００２７】
次にこの実施例の作用について説明すると、ヘッド側ジャケット１４の天井壁１４ｂの内面から上方に凹んで略直線状に延びるとともに長手方向一端から他端に向かうにつれて上端閉塞部が高くなるエア抜き溝５０が、ヘッド側ジャケット１４の最も高い部分を形成するようにしてシリンダヘッド１２に設けられている。
【００２８】
このためヘッド側ジャケット１４の天井壁１４ｂ全体が大型化することはなく、シリンダヘッド１２の大型化を回避しつつ、エア抜き溝５０からエアを効果的に抜くようにして、ヘッド側ジャケット１４内にエアが溜まることを防止することができる。
【００２９】
またエア抜き溝５０は、天井壁１４ｂを臨ませる動弁室５１内に突出するようにしてシリンダヘッド１２に設けられたリブ５２内に形成されるものであり、シリンダヘッド１２の動弁室５１に臨む部分の剛性を高めつつ、エア抜き溝５０を形成することができる。
【００３０】
またエア抜き溝５０の長手方向他端部からの延長線上でシリンダヘッド１２に設けられるオイル戻り通路５３からオフセットした位置で外部に開口するとともにエア抜き溝５０の長手方向他端部とほぼ同一高さに位置するエア抜き口５４と、エア抜き溝５０の長手方向他端部およびエア抜き口５４を結んでヘッド側ジャケット１４の天井壁１４ｂ内面から上方に凹んで略水平に延びる連通溝５５とがシリンダヘッド１２に設けられるので、オイル戻り通路５３を避けて、エア抜き溝５０で導かれたエアをシリンダヘッド１２外に排出することが可能であり、エア抜き溝５０の配置上の自由度を増大することができる。
【００３１】
さらに直列に並ぶ複数気筒の１つである第１気筒ＣＡに対応する部分でヘッド側ジャケット１４のシリンダブロック側底壁１４ａには、冷却水ポンプ１６から吐出される冷却水をヘッド側ジャケット１４に流入させる流入口１９が設けられるのであるが、ヘッド側ジャケット１４の前記シリンダブロック側底壁１４ａのうち前記流入口１９が設けられる気筒ＣＡに対応する部分の肉厚ｔ１が、他の気筒ＣＢ〜ＣＤに対応する部分の肉厚ｔ２よりも大きく設定されている。
【００３２】
ところで、流入口１９が設けられた部分では、ヘッド側ジャケット１４の内側壁および外側壁間の距離が比較的大きくならざるを得ず、冷却水の流通量を充分に大きくするために流入口１９の開口面積を大きく設定すると、前記ヘッド側ジャケット１４の内側壁および外側壁間の距離がより一層大きくなるが、流入口１９が設けられた部分でヘッド側ジャケット１４のシリンダブロック側底壁１４ａの肉厚ｔ１が大きく設定されるので、冷却水の流通量を充分に大きくするために流入口１９の開口面積を大きく設定しても、その流入口１９に対応する部分で前記シリンダブロック側底壁１４ａの剛性を充分に確保することができ、ガスケット４１による充分なシール性を確保することができる。
【００３３】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例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を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３４】
たとえば上記実施例では、孔部としてオイル戻り通路５３を取り上げて説明したが、孔部としてのボルト挿入孔、冷却水通路、肉抜きのための空洞部等が、エア抜き溝５０の長手方向他端部からの延長線上でシリンダヘッド１２に設けられる場合にも本発明を適用することができる。
【００３５】
また本発明はクランク軸を鉛直方向とした船外機などの船舶推進機用エンジンにも適用可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の発明によれば、シリンダヘッドのジャケットの天井壁全体が大型化することはなく、シリンダヘッドの大型化を回避しつつエア抜き溝からエアを抜くようにして、ジャケット内にエアが溜まることを防止することができる。
【００３７】
また請求項２記載の発明によれば、シリンダヘッドの動弁室に臨む部分の剛性を高めつつ、エア抜き溝を形成することができる。
【００３８】
さらに請求項３記載の発明によれば、シリンダヘッドに設けられる孔部を避けて、エア抜き溝で導かれたエアをシリンダヘッド外に排出することが可能であり、エア抜き溝の配置上の自由度を増大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンの冷却水循環系統の模式図である。
【図２】シリンダヘッドの平面図であって図３の２矢視図である。
【図３】図２および図４の３−３線断面図である。
【図４】図３の４矢視図である。
【図５】図２の５ー５線断面図である。
【図６】図３の６矢視図である。
【図７】図３の７−７線断面図である。
【図８】図３の８−８線断面図である。
【図９】図２の９−９線断面図である。
【符号の説明】
１２・・・シリンダヘッド
１４・・・ヘッド側ジャケット
１４ｂ・・・天井壁
５０・・・エア抜き溝
５１・・・動弁室
５２・・・リブ
５３・・・孔部としてのオイル戻り通路
５４・・・エア抜き口
５５・・・連通溝
Ｅ・・・エンジン

Claims

冷却水を流通させるジャケット（１４）が設けられるシリンダヘッド（１２）を備えるエンジンにおいて、前記ジャケット（１４）の天井壁（１４ｂ）内面から上方に凹んで略直線状に延びるとともに長手方向一端から他端に向かうにつれて上端閉塞部が高くなるエア抜き溝（５０）が、前記ジャケット（１４）の最も高い部分を形成するようにしてシリンダヘッド（１２）に設けられることを特徴とするエンジンにおけるシリンダヘッド構造。
前記エア抜き溝（５０）は、前記天井壁（１４ｂ）を臨ませる動弁室（５１）内に突出するようにしてシリンダヘッド（１２）に設けられたリブ（５２）内に形成されることを特徴とする請求項１記載のエンジンにおけるシリンダヘッド構造。
前記エア抜き溝（５０）の長手方向他端部からの延長線上でシリンダヘッド（１２）に設けられた孔部（５３）からオフセットした位置で外部に開口するとともに前記エア抜き溝（５０）の長手方向他端部とほぼ同一高さに位置するエア抜き口（５４）と、前記エア抜き溝（５０）の長手方向他端部および前記エア抜き口（５４）を結んで前記ジャケット（１４）の天井壁内（１４ｂ）面から上方に凹んで略水平に延びる連通溝（５５）とが、前記シリンダヘッド（１２）に設けられることを特徴とする請求項１または２記載のエンジンにおけるシリンダヘッド構造。