JP2005090311A - Cylinder head - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cylinder head capable of adjusting flow of engine cooling water flowing in a cooling water passage by a simple configuration. <P>SOLUTION: This cylinder head is constituted in such a way that a spacer 30 adjusting flow of engine cooling water is inserted into a spacer mounting hole 20 passing through a passage wall 18 of the cooling water passage 17 on an intake side among the cooling water passages 17 in which engine cooling water flows. The spacer 30 is provided with a spacer main body 38 having a characteristic that it swells by engine cooling water and inserted into the cooling water passage 17 through the spacer mounting hole 20 in the passage wall 18 and a support body 32 supporting the spacer main body 38 and mounted on the passage wall 18. The spacer mounting hole 20 in the passage wall 18 is sealed by swelling of the spacer main body 38. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、水冷式の内燃機関いわゆるエンジンにおけるシリンダヘッドに関する。   The present invention relates to a cylinder head in a water-cooled internal combustion engine, so-called engine.

従来、水冷式のエンジンのシリンダヘッドにおいて、冷却水通路の通路壁に、エンジン冷却水の流れを調整するリブを形成したものが公知である(例えば、特許文献1,2参照。)。
特開2002−339799号公報 特開2003−120290号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, in a water-cooled engine cylinder head, a rib that adjusts the flow of engine cooling water is formed on a passage wall of a cooling water passage (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
JP 2002-339799 A JP 2003-120290 A

前記シリンダヘッドは、一般的に砂型を用いた鋳造により作製されている。そして、前記リブは、シリンダへッドの鋳造行程において一体形成されている。このため、砂型の形状が複雑になり、ひいては製作コストが増大することになった。また、エンジンの機種変更の度に、そのエンジンに対応するリブの設計が必要で砂型の形状が複雑化するとともに、開発工数や手間がかかるという問題があった。   The cylinder head is generally manufactured by casting using a sand mold. And the said rib is integrally formed in the casting process of the cylinder head. For this reason, the shape of the sand mold becomes complicated, and as a result, the manufacturing cost increases. In addition, every time the engine model is changed, the design of the rib corresponding to the engine is required, and the shape of the sand mold becomes complicated.

本発明が解決しようとする課題は、冷却水通路内を流れるエンジン冷却水の流れを簡単な構成により調整することのできるシリンダヘッドを提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a cylinder head capable of adjusting the flow of engine coolant flowing in the coolant passage with a simple configuration.

前記課題は、特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とするシリンダヘッドにより解決することができる。なお、本明細書でいう「エンジン冷却水により膨張する特性」には、エンジン冷却水の吸水により膨張する特性、エンジン冷却水の温度により膨張する特性等が相当する。また、本明細書でいう「エンジン冷却水」には、水、LLC(ロングライフクーラント)、不凍性冷却液等が相当する。   The above-mentioned problem can be solved by a cylinder head having the gist of the configuration described in the appended claims. The “characteristic that expands due to engine cooling water” in this specification corresponds to a characteristic that expands due to absorption of engine cooling water, a characteristic that expands depending on the temperature of engine cooling water, and the like. In addition, “engine cooling water” in the present specification corresponds to water, LLC (long life coolant), antifreeze coolant, and the like.

すなわち、請求項1に記載されたシリンダヘッドによると、冷却水通路の通路壁の孔にスペーサを挿入するといった簡単な構成により、冷却水通路内を流れるエンジン冷却水の流れを調整することができる。   That is, according to the cylinder head described in claim 1, the flow of the engine coolant flowing in the coolant passage can be adjusted by a simple configuration in which the spacer is inserted into the hole of the passage wall of the coolant passage. .

また、特許請求の範囲の請求項2に記載されたシリンダヘッドによると、冷却水通路のうち吸気側の冷却水通路にスペーサが挿入されているので、吸気側の過冷却を防止あるいは低減するとともに、排気側を優先的に冷却することにより冷却不足を防止あるいは低減することができる。このため、シリンダヘッドの熱バランスの改善による燃費向上が期待することができる他、エンジン冷却水の流量を減少させることが可能になり、ウォータポンプの小型化及び仕事量の低減等による燃費向上などが期待することができる。   According to the cylinder head recited in claim 2 of the claims, since the spacer is inserted into the cooling water passage on the intake side of the cooling water passage, the overcooling on the intake side is prevented or reduced. By preferentially cooling the exhaust side, insufficient cooling can be prevented or reduced. For this reason, fuel efficiency can be expected to be improved by improving the heat balance of the cylinder head, the flow rate of engine cooling water can be reduced, fuel efficiency can be improved by reducing the size of the water pump and reducing the amount of work, etc. Can be expected.

また、特許請求の範囲の請求項3に記載されたシリンダヘッドによると、スペーサのスペーサ本体が膨張前の状態で通路壁の孔を通して冷却水通路内に挿入され、そのスペーサ本体を支持した支持体が通路壁に装着されることにより、スペーサがシリンダヘッドに設けられる。そして、スペーサの装着後のスペーサ本体は、冷却水通路内を流れるエンジン冷却水により所定形状に膨張する。
ところで、
(1)スペーサ本体を膨張前の状態で通路壁の孔を通して冷却水通路内に挿入するため、そのスペーサ本体の挿入を容易に行なうことができる。
(2)エンジン冷却水によりスペーサ本体が所定形状に膨張するため、特別な操作を要することなく、冷却水通路内に所定形状のスペーサ本体を設けることができる。
(3)支持体が通路壁に装着されることにより、スペーサ本体を冷却水通路内の所定位置に容易に位置付けることができる。
したがって、上記した(1)〜(3)による相乗作用により、シリンダヘッドに対するスペーサの組付性を向上することができる。
Further, according to the cylinder head described in claim 3 of the claims, the spacer body of the spacer is inserted into the cooling water passage through the hole of the passage wall in a state before expansion, and supports the spacer body. Is mounted on the passage wall, whereby the spacer is provided on the cylinder head. And the spacer main body after mounting | wearing with a spacer expand | swells to a predetermined shape with the engine cooling water which flows through the inside of a cooling water channel | path.
by the way,
(1) Since the spacer main body is inserted into the cooling water passage through the hole in the passage wall in a state before expansion, the spacer main body can be easily inserted.
(2) Since the spacer main body expands to a predetermined shape by the engine cooling water, the spacer main body having a predetermined shape can be provided in the cooling water passage without requiring a special operation.
(3) By attaching the support to the passage wall, the spacer body can be easily positioned at a predetermined position in the cooling water passage.
Therefore, the assembling property of the spacer with respect to the cylinder head can be improved by the synergistic action of the above (1) to (3).

また、特許請求の範囲の請求項4に記載されたシリンダヘッドによると、通路壁の孔がスペーサ本体の膨張によりシールされるので、通路壁の孔をシールするための専用の部品やその部品の組付工数を省略することができる。   In addition, according to the cylinder head described in claim 4 of the claims, since the hole of the passage wall is sealed by the expansion of the spacer body, a dedicated part for sealing the hole of the passage wall and the part Assembly man-hours can be omitted.

また、特許請求の範囲の請求項5に記載されたシリンダへッドによると、支持体が通路壁の孔に対する圧入によりその通路壁に装着されているので、通路壁に支持体を装着するための専用の部品やその部品の組付工数を省略することができる。   Further, according to the cylinder head described in claim 5 of the claims, since the support body is attached to the passage wall by press-fitting into the hole of the passage wall, the support body is attached to the passage wall. It is possible to omit the dedicated parts and the assembly man-hours of the parts.

また、特許請求の範囲の請求項6に記載されたシリンダヘッドによると、支持体の挟み込みという簡単な操作によりスペーサ本体を支持することができる。   Further, according to the cylinder head described in claim 6 of the claims, the spacer main body can be supported by a simple operation of sandwiching the support.

本発明のシリンダヘッドによれば、冷却水通路の通路壁の孔にスペーサを挿入するといった簡単な構成により、冷却水通路内を流れるエンジン冷却水の流れを調整することができる。   According to the cylinder head of the present invention, the flow of engine coolant flowing through the coolant passage can be adjusted with a simple configuration in which a spacer is inserted into a hole in the passage wall of the coolant passage.

次に、本発明を実施するための最良の形態について実施例を参照して説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to examples.

本発明の一実施例にかかるシリンダヘッドを説明する。本実施例におけるシリンダヘッドは、例えばアルミニウム合金の鋳物として、砂型を用いた鋳造により作製されている。また、本シリンダヘッドは、例えば4気筒エンジンに使用されるものである。   A cylinder head according to an embodiment of the present invention will be described. The cylinder head in the present embodiment is manufactured by casting using a sand mold, for example, as an aluminum alloy casting. The cylinder head is used for a four-cylinder engine, for example.

シリンダヘッドの下面図すなわちシリンダブロックに対する接合面を示した図1において、シリンダヘッド10には、第1気筒♯1、第2気筒♯2、第3気筒♯3、第4気筒♯4の各燃焼室11に開口する吸気ポート12及び排気ポート14がそれぞれ形成されている。吸気ポート12及び排気ポート14は、1つの燃焼室11に2つずつ並列状に形成されている。なお、各燃焼室11の両吸気ポート12の上流側は、気筒列の一側(図1において左側)に開口する吸気通路13に合流している。また、各燃焼室11の両排気ポート14の下流側は、気筒列の他側(図1において右側)に開口する排気通路15に合流している。また、各燃焼室11の中央部には、プラグ(図示省略)を取付けるためのプラグ取付孔16が形成されている。   In FIG. 1, which shows a bottom view of the cylinder head, that is, a joint surface with respect to the cylinder block, the cylinder head 10 has combustion in each of the first cylinder # 1, the second cylinder # 2, the third cylinder # 3, and the fourth cylinder # 4. An intake port 12 and an exhaust port 14 that open to the chamber 11 are formed. Two intake ports 12 and two exhaust ports 14 are formed in parallel in one combustion chamber 11. The upstream side of both intake ports 12 of each combustion chamber 11 joins an intake passage 13 that opens to one side of the cylinder row (left side in FIG. 1). Further, the downstream side of both exhaust ports 14 of each combustion chamber 11 joins an exhaust passage 15 that opens to the other side of the cylinder row (the right side in FIG. 1). A plug mounting hole 16 for mounting a plug (not shown) is formed at the center of each combustion chamber 11.

前記シリンダヘッド10内には冷却水通路17が形成されている。冷却水通路17は、気筒列方向(図1において下から上方)に沿って、第1気筒♯1、第2気筒♯2、第3気筒♯3、第4気筒♯4の各燃焼室11の左右両側回りに沿って順に通過するように左右対称状に形成されている。なお、図示しないが、シリンダヘッド10には、気筒列方向の一側部(図1において下部)に冷却水通路17に連通する冷却水入口が設けられ、その他側部(図1において上部)に冷却水通路17に連通する冷却水出口が設けられている。したがって、エンジン冷却水は、所定の冷却水回路から冷却水入口を通じて冷却水通路17内に流入され、左右の各冷却水通路17内を流れた後、冷却水出口を通じて冷却水回路に流出する。なお、シリンダヘッド10における冷却水通路17の下面側の通路壁(符号、18を付す)には、冷却水通路17とシリンダブロック(図示省略)の冷却水通路17との間でエンジン冷却水を流通可能とする適数個の水孔19が形成されている。   A cooling water passage 17 is formed in the cylinder head 10. The cooling water passage 17 extends in the combustion chamber 11 of each of the first cylinder # 1, the second cylinder # 2, the third cylinder # 3, and the fourth cylinder # 4 along the cylinder row direction (from bottom to top in FIG. 1). It is formed symmetrically so as to pass in order along the left and right sides. Although not shown, the cylinder head 10 is provided with a cooling water inlet communicating with the cooling water passage 17 on one side (lower part in FIG. 1) in the cylinder row direction and on the other side (upper part in FIG. 1). A cooling water outlet communicating with the cooling water passage 17 is provided. Therefore, the engine cooling water flows from the predetermined cooling water circuit into the cooling water passage 17 through the cooling water inlet, flows through the left and right cooling water passages 17, and then flows out to the cooling water circuit through the cooling water outlet. In the cylinder head 10, engine cooling water is passed between the cooling water passage 17 and the cooling water passage 17 of the cylinder block (not shown) on the passage wall (reference numeral 18) on the lower surface side of the cooling water passage 17. An appropriate number of water holes 19 that can be circulated are formed.

前記シリンダヘッド10において、吸気側(図1において左側)の過冷却及び排気側(図1において右側)の冷却不足を防止あるいは低減するために、本実施例では吸気側の冷却水通路17のエンジン冷却水の流れを調整するスペーサ30を設けている。なお、シリンダヘッド10にスペーサ30を設けるに際して、前記通路壁18に冷却水通路17内外を貫通するほぼ円筒状のスペーサ取付孔20が形成されている(図3参照)。このスペーサ取付孔20は、鋳造時の砂型により前記水孔19を形成するのと同様に容易に形成することができる。また、スペーサ取付孔20は、各燃焼室11毎に、その燃焼室11の吸気側の側方位置に形成されている。また、スペーサ30の取付状態が図2に示され、そのスペーサ30の取付前の状態が図3に示されている。なお、「スペーサ取付孔20」は、本明細書でいう「冷却水通路の通路壁を貫通する孔」に相当している。   In the present embodiment, in order to prevent or reduce overcooling on the intake side (left side in FIG. 1) and insufficient cooling on the exhaust side (right side in FIG. 1) in the cylinder head 10, in this embodiment, the engine in the cooling water passage 17 on the intake side. A spacer 30 for adjusting the flow of the cooling water is provided. When the spacer 30 is provided in the cylinder head 10, the passage wall 18 is formed with a substantially cylindrical spacer mounting hole 20 that penetrates the inside and outside of the cooling water passage 17 (see FIG. 3). The spacer mounting hole 20 can be easily formed in the same manner as the water hole 19 is formed by a sand mold at the time of casting. Further, the spacer mounting hole 20 is formed for each combustion chamber 11 at a side position on the intake side of the combustion chamber 11. Moreover, the attachment state of the spacer 30 is shown by FIG. 2, and the state before attachment of the spacer 30 is shown by FIG. The “spacer mounting hole 20” corresponds to a “hole penetrating the passage wall of the cooling water passage” in this specification.

スペーサ30は、図4に示すように、支持体32とスペーサ本体38とにより構成されている。
支持体32は、所定の剛性を有する金属製、例えばステンレス製板材をプレス成形することによりほぼカップ状に形成されている。支持体32は、円板状の底板部33(図3参照)と、その底板部33の外周縁に立ち上がる円筒状の筒状部34と、その筒状部34の上端部に内方へ折曲されかつ周方向に所定間隔で適数個形成された先細り状の係止片35とを有している。
筒状部34は、前記シリンダヘッド10のスペーサ取付孔20に圧入可能な外径34dで、かつ前記通路壁18の肉厚18tよりも小さい高さ34hで形成されている(図3参照)。
また、スペーサ本体38は、エンジン冷却水の吸水により膨潤する特性を有する水膨潤型発泡ゴム、あるいは、エンジン冷却水の温度により膨張する特性を有する感熱膨張型発泡ゴム等からなる弾性材料によりほぼ円柱状に形成されている。スペーサ本体38は、膨張前において支持体32の筒状部34内に遊嵌状に嵌合可能でかつ係止片35の先端部が食い込み可能な外径38dで形成されている。また、スペーサ本体38は、前記筒状部34の高さ34hに対して約2.5倍の高さ38hで形成されている。
そして、支持体32の筒状部34内にスペーサ本体38が挿入され、係止片35の先端部がスペーサ本体38にその弾性変形を利用して食い込むことにより、支持体32にスペーサ本体38が係止片35による挟み込みによって支持されている(図2及び図3参照)。
As shown in FIG. 4, the spacer 30 includes a support body 32 and a spacer body 38.
The support 32 is formed in a substantially cup shape by press-molding a metal plate having a predetermined rigidity, for example, a stainless steel plate. The support 32 includes a disc-shaped bottom plate portion 33 (see FIG. 3), a cylindrical tubular portion 34 that rises on the outer peripheral edge of the bottom plate portion 33, and an inwardly folded upper end portion of the tubular portion 34. It has a tapered locking piece 35 that is bent and formed in an appropriate number at a predetermined interval in the circumferential direction.
The cylindrical portion 34 has an outer diameter 34d that can be press-fitted into the spacer mounting hole 20 of the cylinder head 10 and a height 34h that is smaller than the wall thickness 18t of the passage wall 18 (see FIG. 3).
The spacer main body 38 is substantially circular by an elastic material made of water-swelling foam rubber having a characteristic of swelling due to absorption of engine cooling water or heat-sensitive expansion foam rubber having a characteristic of expanding by the temperature of engine cooling water. It is formed in a column shape. The spacer main body 38 is formed with an outer diameter 38d that can be loosely fitted into the cylindrical portion 34 of the support body 32 before expansion, and that the leading end of the locking piece 35 can bite in. The spacer body 38 is formed with a height 38 h that is about 2.5 times the height 34 h of the cylindrical portion 34.
Then, the spacer main body 38 is inserted into the cylindrical portion 34 of the support body 32, and the distal end portion of the locking piece 35 bites into the spacer main body 38 using its elastic deformation, whereby the spacer main body 38 is inserted into the support body 32. It is supported by being sandwiched by the locking piece 35 (see FIGS. 2 and 3).

次に、上記したスペーサ30を前記シリンダヘッド10に取付ける場合について説明する。なお、シリンダヘッド10の各燃焼室11毎に対応する各スペーサ取付孔20に配置される計4個のスペーサ30は、いずれも同様に配置されるものである。
まず、スペーサ30をシリンダヘッド10の通路壁18のスペーサ取付孔20内に挿入する(図3中、二点鎖線30参照)。このとき、スペーサ30のスペーサ本体38が膨張前の状態で通路壁18のスペーサ取付孔20を通して冷却水通路17内に挿入される。また、スペーサ30の支持体32が、通路壁18のスペーサ取付孔20内に圧入されることによってその通路壁18に装着される。これにより、冷却水通路17内の所定位置にスペーサ本体38を容易に位置付けることができる。なお、スペーサ取付孔20に対する支持体32の圧入程度は、底板部33がシリンダヘッド10の下面とほぼ同一面をなす程度とする。
Next, the case where the above-described spacer 30 is attached to the cylinder head 10 will be described. In addition, all the four spacers 30 arranged in each spacer mounting hole 20 corresponding to each combustion chamber 11 of the cylinder head 10 are arranged in the same manner.
First, the spacer 30 is inserted into the spacer mounting hole 20 of the passage wall 18 of the cylinder head 10 (see the two-dot chain line 30 in FIG. 3). At this time, the spacer body 38 of the spacer 30 is inserted into the cooling water passage 17 through the spacer mounting hole 20 of the passage wall 18 in a state before expansion. Further, the support body 32 of the spacer 30 is attached to the passage wall 18 by being press-fitted into the spacer mounting hole 20 of the passage wall 18. Thereby, the spacer main body 38 can be easily positioned at a predetermined position in the cooling water passage 17. The degree of press-fit of the support 32 into the spacer mounting hole 20 is such that the bottom plate portion 33 is substantially flush with the lower surface of the cylinder head 10.

上記したように、スペーサ30が取付けられた前記シリンダヘッド10は、図示しないシリンダブロック上にシリンダヘッドガスケットを介して結合される。その後、例えば、エンジン組立工場でのエンジンの出荷時のベンチテスト、あるいは車両工場において、エンジンのウォータジャケット(冷却水通路17を含む。)内にエンジン冷却水が充填され、さらにはエンジンが試運転される。   As described above, the cylinder head 10 to which the spacer 30 is attached is coupled to a cylinder block (not shown) via a cylinder head gasket. Thereafter, for example, in a bench test when the engine is shipped at an engine assembly factory, or in a vehicle factory, the engine water jacket (including the cooling water passage 17) is filled with engine cooling water, and further the engine is tested. The

上記したように、冷却水通路17内へエンジン冷却水が充填されるか、あるいはエンジンの試運転によりエンジン冷却水が加熱されると、図2に示すように、スペーサ30のスペーサ本体38が所定の形状に膨張する。これにより、冷却水通路17の通路面積の少なくとも一部が遮断される結果、その冷却水通路17内を流れるエンジン冷却水の流れが調整され、ひいてはシリンダヘッド10の温度分布が改善される。すなわち、スペーサ30が吸気側の冷却水通路17内に配置されているので、シリンダヘッド10の吸気側の過冷却を防止あるいは低減することができるとともに、シリンダヘッド10の排気側の優先的に冷却することができる。
また、スペーサ本体38は、通路壁18のスペーサ取付孔20を密閉状に塞ぐように膨張することにより、そのスペーサ取付孔20をシールすることができる。
As described above, when the engine coolant is filled into the coolant passage 17 or when the engine coolant is heated by the test operation of the engine, as shown in FIG. Inflates into shape. As a result, at least a part of the passage area of the cooling water passage 17 is blocked. As a result, the flow of engine cooling water flowing through the cooling water passage 17 is adjusted, and the temperature distribution of the cylinder head 10 is improved. That is, since the spacer 30 is disposed in the cooling water passage 17 on the intake side, it is possible to prevent or reduce overcooling on the intake side of the cylinder head 10 and to preferentially cool the exhaust side of the cylinder head 10. can do.
In addition, the spacer body 38 can seal the spacer mounting hole 20 by expanding so that the spacer mounting hole 20 of the passage wall 18 is closed.

上記したシリンダヘッド10によると、冷却水通路17の通路壁18のスペーサ取付孔20にスペーサ30を挿入するといった簡単な構成により、冷却水通路17内を流れるエンジン冷却水の流れを調整することができる。すなわち、従来のリブ等を設ける場合と異なり、砂型の形状が複雑になったり、製作コストが増大したりする等の不具合をきたさないで済む。また、エンジン機種の変更の度に、設計変更したり、その設計が複雑化したりする必要がほとんどないため、開発工数や手間もほとんどかからないことになる。さらに、スペーサ30の支持体32をエンジンの特性に対応した寸法とすること、スペーサ本体38の容積を増減させること、スペーサ30の配置位置を選定すること等は、砂型の設計変更に比べて、容易に対応することが可能である。   According to the cylinder head 10 described above, the flow of the engine coolant flowing through the coolant passage 17 can be adjusted with a simple configuration in which the spacer 30 is inserted into the spacer mounting hole 20 of the passage wall 18 of the coolant passage 17. it can. That is, unlike the case of providing a conventional rib or the like, it is not necessary to cause problems such as a complicated shape of the sand mold or an increase in manufacturing cost. In addition, there is almost no need to change the design or complicate the design every time the engine model is changed. Furthermore, the size of the support body 32 of the spacer 30 corresponding to the characteristics of the engine, the increase / decrease of the volume of the spacer body 38, the selection of the arrangement position of the spacer 30, etc. are compared to the sand mold design change. It is possible to respond easily.

また、冷却水通路17のうち吸気側の冷却水通路17にスペーサ30が挿入されているので、吸気側の過冷却を防止あるいは低減するとともに、排気側を優先的に冷却することにより冷却不足を防止あるいは低減することができる。このため、シリンダヘッド10の熱バランスの改善による燃費向上が期待することができる他、エンジン冷却水の流量を減少させることが可能になり、ウォータポンプの小型化及び仕事量の低減等による燃費向上などが期待することができる。   In addition, since the spacer 30 is inserted in the cooling water passage 17 on the intake side of the cooling water passage 17, overcooling on the intake side is prevented or reduced, and cooling is prevented by preferentially cooling the exhaust side. Can be prevented or reduced. For this reason, fuel efficiency can be expected to be improved by improving the heat balance of the cylinder head 10, and it is possible to reduce the flow rate of engine cooling water, improving fuel efficiency by reducing the size of the water pump and reducing the amount of work. Etc. can be expected.

詳しく説明する。前記スペーサ30(図1参照)のないシリンダヘッド110(図5参照)にあっては、吸気側の冷却水通路17に流れるエンジン冷却水の流量(図5中、矢印Y1参照)と、排気側の冷却水通路17内を流れるエンジン冷却水の流量(図5中、矢印Y2参照)がほぼ等しい。なお、図5中の矢印Y1の太さにより吸気側の冷却水通路17に流れるエンジン冷却水の流量が表わされ、また、図5中の矢印Y2の太さにより排気側の冷却水通路17内を流れるエンジン冷却水の流量が表わされている。
このため、吸気側では過冷却が生じ、排気側では冷却不足を生じることが予測される。なお、図5に示すシリンダヘッド110において、本実施例のシリンダヘッド10におけるスペーサ30及びスペーサ取付孔20が省略されている以外の構成がシリンダヘッド10と同様の構成であるから、同一部位に同一符号を付して重複する説明を省略する。
explain in detail. In the cylinder head 110 (see FIG. 5) without the spacer 30 (see FIG. 1), the flow rate of engine cooling water (see arrow Y1 in FIG. 5) flowing in the cooling water passage 17 on the intake side, and the exhaust side The flow rate of the engine coolant flowing through the coolant passage 17 (see arrow Y2 in FIG. 5) is substantially equal. The flow rate of the engine cooling water flowing through the intake side cooling water passage 17 is represented by the thickness of the arrow Y1 in FIG. 5, and the exhaust side cooling water passage 17 is represented by the thickness of the arrow Y2 in FIG. The flow rate of the engine coolant flowing through the inside is shown.
For this reason, it is predicted that overcooling occurs on the intake side and insufficient cooling occurs on the exhaust side. In the cylinder head 110 shown in FIG. 5, the configuration is the same as that of the cylinder head 10 except that the spacer 30 and the spacer mounting hole 20 in the cylinder head 10 of this embodiment are omitted. The description which attaches a code | symbol and overlaps is abbreviate | omitted.

ところで、上記シリンダヘッド110(図5参照)に対して、本実施例のシリンダヘッド10によるエンジン冷却水の流れは、図1中の矢印Y1及び矢印Y2で示すようになる。なお、図1中の矢印Y1及び矢印Y2の太さは、図5中の矢印Y1,Y2の太さの表記に準じて表わされている。
すなわち、吸気側の冷却水通路17内を流れるエンジン冷却水の流量(矢印Y1参照。)はスペーサ30により減少される一方、排気側の冷却水通路17内を流れるエンジン冷却水の流量(矢印Y2参照。)は吸気側の冷却水通路17での減少分が加わり増加される。したがって、シリンダヘッド10の吸気側の過冷却を防止あるいは低減することができるとともに、排気側を優先的に冷却することにより冷却不足を防止あるいは低減することができる。このため、シリンダヘッド10の熱歪みの発生を防止あるいは低減することができる。
By the way, with respect to the cylinder head 110 (see FIG. 5), the flow of engine cooling water by the cylinder head 10 of the present embodiment is as shown by arrows Y1 and Y2 in FIG. In addition, the thickness of the arrow Y1 and the arrow Y2 in FIG. 1 is represented according to the notation of the thickness of the arrows Y1 and Y2 in FIG.
That is, the flow rate of engine cooling water flowing in the cooling water passage 17 on the intake side (see arrow Y1) is reduced by the spacer 30, while the flow rate of engine cooling water flowing in the cooling water passage 17 on the exhaust side (arrow Y2). (Refer to “Reference.)” Is increased by adding a decrease in the cooling water passage 17 on the intake side. Therefore, overcooling on the intake side of the cylinder head 10 can be prevented or reduced, and insufficient cooling can be prevented or reduced by preferentially cooling the exhaust side. For this reason, generation | occurrence | production of the thermal distortion of the cylinder head 10 can be prevented or reduced.

また、本実施例のシリンダヘッドと前記スペーサのないシリンダヘッドにおける各気筒毎の吸気側と排気側におけるそれぞれの熱伝達係数(W/m2・K)をCAE解析したところ、図6に示される解析結果が得られた。図6中、「A」は本実施例のシリンダヘッド(図1参照)のデータであり、「B」は前記スペーサのないシリンダヘッド(図5参照)のデータである。
図6から明らかなように、スペーサのないシリンダヘッド(図5参照)のデータBにあっては、吸気側の熱伝達係数と排気側の熱伝達係数とはほぼ等しい値となっている。これに比べて、本実施例のシリンダヘッド(図1参照)のデータAによると、吸気側の熱伝達係数は小さく、逆に排気側(EX側)の熱伝達係数は大きい値になっている。
したがって、熱伝達係数のCAE解析からも、本実施例のシリンダヘッド(図1参照)によれば、吸気側の過冷却が防止あるいは低減されるとともに排気側の冷却不足が防止あるいは低減される効果が得られることがわかる。
Further, CAE analysis of the heat transfer coefficient (W / m 2 · K) on the intake side and the exhaust side for each cylinder in the cylinder head of this embodiment and the cylinder head without the spacer is shown in FIG. Analysis results were obtained. In FIG. 6, “A” is data of the cylinder head (see FIG. 1) of this embodiment, and “B” is data of the cylinder head without the spacer (see FIG. 5).
As apparent from FIG. 6, in the data B of the cylinder head without the spacer (see FIG. 5), the heat transfer coefficient on the intake side and the heat transfer coefficient on the exhaust side are substantially equal. Compared to this, according to the data A of the cylinder head of this embodiment (see FIG. 1), the heat transfer coefficient on the intake side is small, and conversely, the heat transfer coefficient on the exhaust side (EX side) is a large value. .
Therefore, from the CAE analysis of the heat transfer coefficient, according to the cylinder head of this embodiment (see FIG. 1), the effect of preventing or reducing the overcooling on the intake side and preventing or reducing the insufficient cooling on the exhaust side. It can be seen that

さらに、本実施例のシリンダヘッド10(図1参照)によると、スペーサ30のスペーサ本体38が膨張前の状態で通路壁18のスペーサ取付孔20を通して冷却水通路17内に挿入され、そのスペーサ本体38を支持した支持体32が通路壁18に装着されることにより、スペーサ30がシリンダヘッド10に設けられている(図3中、二点鎖線30参照)。そして、スペーサ30の装着後のスペーサ本体38は、冷却水通路17内を流れるエンジン冷却水により所定形状に膨張する(図2参照)。
ところで、
(1)スペーサ本体38を膨張前の状態で通路壁18のスペーサ取付孔20を通して冷却水通路17内に挿入するため、そのスペーサ本体38の挿入を容易に行なうことができる。
(2)エンジン冷却水によりスペーサ本体38が所定形状に膨張するため、特別な操作を要することなく、冷却水通路17内に所定形状のスペーサ本体38を設けることができる。
(3)支持体32が通路壁18に装着されることにより、スペーサ本体38を冷却水通路17内の所定位置に容易に位置付けることができる。
したがって、上記した(1)〜(3)による相乗作用により、シリンダヘッド10に対するスペーサ30の組付性を向上することができる。
Further, according to the cylinder head 10 (see FIG. 1) of the present embodiment, the spacer body 38 of the spacer 30 is inserted into the cooling water passage 17 through the spacer mounting hole 20 of the passage wall 18 in a state before expansion, and the spacer body. The spacer 32 is provided on the cylinder head 10 by mounting the support body 32 supporting the plate 38 on the passage wall 18 (see the two-dot chain line 30 in FIG. 3). Then, the spacer main body 38 after the spacer 30 is mounted expands into a predetermined shape by the engine coolant flowing in the coolant passage 17 (see FIG. 2).
by the way,
(1) Since the spacer body 38 is inserted into the cooling water passage 17 through the spacer mounting hole 20 of the passage wall 18 in a state before expansion, the spacer body 38 can be easily inserted.
(2) Since the spacer main body 38 expands into a predetermined shape by the engine cooling water, the spacer main body 38 having a predetermined shape can be provided in the cooling water passage 17 without requiring a special operation.
(3) By attaching the support body 32 to the passage wall 18, the spacer body 38 can be easily positioned at a predetermined position in the cooling water passage 17.
Therefore, the assembling property of the spacer 30 with respect to the cylinder head 10 can be improved by the synergistic action of the above (1) to (3).

また、図2に示すように、通路壁18のスペーサ取付孔20がスペーサ30のスペーサ本体38の膨張によりシールされるので、そのスペーサ取付孔20をシールするための専用の部品やその部品の組付工数を省略することができる。   Further, as shown in FIG. 2, the spacer mounting hole 20 of the passage wall 18 is sealed by the expansion of the spacer main body 38 of the spacer 30, so that a dedicated part or a set of parts for sealing the spacer mounting hole 20 is used. Man-hours can be omitted.

また、図2に示すように、スペーサ30の支持体32が通路壁18のスペーサ取付孔20に対する圧入によりその通路壁18に装着されているので、通路壁18に支持体32を装着するための専用の部品やその部品の組付工数を省略することができる。   Further, as shown in FIG. 2, the support 32 of the spacer 30 is attached to the passage wall 18 by press-fitting the passage wall 18 into the spacer mounting hole 20, so that the support 32 is attached to the passage wall 18. Dedicated parts and the number of assembling steps can be omitted.

また、図3に示すように、支持体32の係止片35による挟み込みという簡単な操作によりスペーサ本体38を支持することができる。   Further, as shown in FIG. 3, the spacer main body 38 can be supported by a simple operation of sandwiching the support 32 by the locking piece 35.

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本発明は、4気筒に限らず、1〜3気筒、あるいは5気筒以上のエンジンのシリンダヘッドに適用することができる。また、シリンダヘッド10の吸気ポート12及び排気ポート14の1気筒当たりの個数は適宜増減することができる。また、スペーサ30の配置位置、形状、大きさ、個数等の配置形態は、上記実施例のものに限定されるものではなく、適宜変更することができる。また、スペーサ30は、支持体32とスペーサ本体38との2部品により構成したが、1部品あるいは3部品以上の組合せにより構成することが考えられる。また、スペーサ本体38は、エンジン冷却水により膨張する弾性材料としたが、エンジン冷却水により膨張しない材料により形成したり、弾性を有しない材料により形成したりすることが可能である。また、支持体32に対するスペーサ本体38の取付けには、係止片35に代え、例えば、ねじ止め、接着、係合等の取付手段を採用することができる。また、シリンダヘッド10に対する支持体32の取付けには、圧入に代え、例えば、ねじ止め、接着、係合等の取付手段を採用することができる。また、支持体32は、プレス成形品に代えて、樹脂成形品により形成することができる。また、シリンダヘッド10のスペーサ取付孔20は、砂型により形成したが、シリンダヘッド10の鋳造後における孔あけ加工により形成することができる。また、シリンダヘッド10の砂型により形成される水孔19をスペーサ取付孔20に流用することができる。また、シリンダヘッド10のスペーサ取付孔20は、シリンダヘッド10の下面側の通路壁18に限らず、冷却水通路17の通路壁であれば適宜の位置に設けることができる。また、スペーサ本体38の膨張により通路壁18のスペーサ取付孔20をシールしたが、O(オー)リング等のシール部材により支持体32とスペーサ取付孔20との間をシールすることも考えられる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the present invention is not limited to four cylinders, but can be applied to a cylinder head of an engine having one to three cylinders or five or more cylinders. Further, the number of the intake port 12 and the exhaust port 14 of the cylinder head 10 per cylinder can be appropriately increased or decreased. Further, the arrangement form such as the arrangement position, shape, size, and number of the spacers 30 is not limited to that of the above-described embodiment, and can be appropriately changed. In addition, the spacer 30 is constituted by two parts of the support body 32 and the spacer main body 38, but it is conceivable that the spacer 30 is constituted by one part or a combination of three or more parts. The spacer body 38 is made of an elastic material that expands with engine cooling water. However, the spacer main body 38 can be made of a material that does not expand with engine cooling water or a material that does not have elasticity. Further, for attaching the spacer main body 38 to the support body 32, for example, attachment means such as screwing, adhesion, engagement or the like can be employed instead of the locking piece 35. Further, for the attachment of the support body 32 to the cylinder head 10, for example, attachment means such as screwing, adhesion, engagement or the like can be employed instead of press-fitting. Further, the support 32 can be formed of a resin molded product instead of the press molded product. Further, although the spacer mounting hole 20 of the cylinder head 10 is formed of a sand mold, it can be formed by drilling after the cylinder head 10 is cast. Further, the water hole 19 formed by the sand mold of the cylinder head 10 can be used as the spacer mounting hole 20. Further, the spacer mounting hole 20 of the cylinder head 10 is not limited to the passage wall 18 on the lower surface side of the cylinder head 10 and can be provided at an appropriate position as long as it is a passage wall of the cooling water passage 17. Further, although the spacer mounting hole 20 of the passage wall 18 is sealed by the expansion of the spacer body 38, it is conceivable to seal between the support 32 and the spacer mounting hole 20 by a sealing member such as an O (O) ring.

本発明の一実施例にかかるシリンダヘッドを示す下面図である。It is a bottom view which shows the cylinder head concerning one Example of this invention. スペーサの取付状態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the attachment state of a spacer. スペーサの取付前の状態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the state before attachment of a spacer. スペーサを斜視図である。It is a perspective view of a spacer. スペーサのないシリンダヘッドを示す下面図である。It is a bottom view which shows a cylinder head without a spacer. シリンダヘッドの熱伝達係数の解析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the analysis result of the heat transfer coefficient of a cylinder head.

符号の説明Explanation of symbols

10 シリンダヘッド
12 吸気ポート
14 排気ポート
17 冷却水通路
18 通路壁
20 スペーサ取付孔(通路壁を貫通する孔)
30 スペーサ
32 支持体
38 スペーサ本体

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cylinder head 12 Intake port 14 Exhaust port 17 Cooling water passage 18 Passage wall 20 Spacer attachment hole (hole which penetrates a passage wall)
30 Spacer 32 Support 38 Spacer Body

Claims (6)

エンジン冷却水が流れる冷却水通路を備えるシリンダヘッドであって、
前記冷却水通路の通路壁を貫通する孔に挿入されかつ前記エンジン冷却水の流れを調整するスペーサが設けられていることを特徴とするシリンダヘッド。
A cylinder head having a coolant passage through which engine coolant flows,
The cylinder head is provided with a spacer that is inserted into a hole penetrating the passage wall of the cooling water passage and adjusts the flow of the engine cooling water.
請求項1に記載のシリンダヘッドであって、
前記冷却水通路のうち吸気側の冷却水通路に前記スペーサが挿入されていることを特徴とするシリンダヘッド。
The cylinder head according to claim 1,
The cylinder head, wherein the spacer is inserted into a cooling water passage on an intake side of the cooling water passage.
請求項1又は2に記載のシリンダヘッドであって、
前記スペーサは、前記エンジン冷却水により膨張する特性を有しかつ膨張前の状態で前記通路壁の孔を通して前記冷却水通路内に挿入されるスペーサ本体と、前記スペーサ本体を支持しかつ前記通路壁に装着される支持体とを備えていることを特徴とするシリンダヘッド。
The cylinder head according to claim 1 or 2,
The spacer has a characteristic of being expanded by the engine cooling water and is inserted into the cooling water passage through a hole in the passage wall in a state before expansion, and supports the spacer main body and the passage wall. And a support body mounted on the cylinder head.
請求項3に記載のシリンダヘッドであって、
前記通路壁の孔を前記スペーサ本体の膨張によりシールする構成としたことを特徴とするシリンダヘッド。
The cylinder head according to claim 3,
A cylinder head characterized in that a hole in the passage wall is sealed by expansion of the spacer body.
請求項3又は4に記載のシリンダヘッドであって、
前記支持体は、前記通路壁の孔に対する圧入によりその通路壁に装着されていることを特徴とするシリンダヘッド。
The cylinder head according to claim 3 or 4,
The cylinder head according to claim 1, wherein the support body is attached to the passage wall by press-fitting into the hole of the passage wall.
請求項3〜5のいずれか1つに記載のシリンダヘッドであって、
前記スペーサ本体が前記支持体の挟み込みにより支持される構成としたことを特徴とするシリンダヘッド。

The cylinder head according to any one of claims 3 to 5,
A cylinder head characterized in that the spacer main body is supported by sandwiching the support.

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