JP2012215100A - シリンダヘッド構造およびエキゾーストマニホールド構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッドを小型化しようとした時には、排気ガス浄化触媒へのガス当たりの一様度を確保する事が必要となる。一方、排気ガス浄化触媒への排気ガス当たりを一様化させるために、シリンダヘッドの排気出口を大きくしようとすると、排気管との取付において、シール性が保持できない。
【解決手段】本発明のシリンダヘッド構造は、複数の気筒からの排気ポートの集合部を前記外殻の内部に設け、排気出口の下流側に触媒が連結され、略直角に曲がるコーン部を前記排気出口周辺にボルト締結させた構造であって、前記排気出口の形状を、クランク軸方向を長手方向とした時に、前記長手方向に長い長円形状で形成し、前記長円形状は、前記長手方向で最も長い径より上側の曲率半径を下側の曲率半径より小さくし、前記長円形状が、前記締結点を結ぶ線より内側に位置することを特徴とするシリンダヘッド構造およびエキゾーストマニホールド構造を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンのシリンダヘッドおよびエキゾーストマニホールドの構造に関するものであり、特に排気ポートを集合させた集合部をシリンダヘッド内に設け、シリンダヘッド外部に触媒を備えたエキゾーストマニホールドをボルト締結するシリンダヘッドの排気口の形状およびその排気口に連結するエキゾーストマニホールドの連結口形状に関するものである。

近年、多気筒エンジンのシリンダヘッドでは、シリンダヘッド内部で各排気ポートを集合させ、それをシリンダヘッド外部に設けたエキゾーストマニホールドで排気ガスの集合を行わせるタイプのエンジンがある。これは、エンジンの小型化を目指したものでシリンダヘッドの出口（排気口）から直ちに方向を変える配管でエキゾーストマニホールドや、その下流に燃焼触媒の担体が接続される場合が多い。

特許文献１（特開２００４−０５２５４６号公報）には、シリンダブロックの側面よりも外側に突出する張出部を設け、張出部の内部に各気筒からの排気ポートを集合させる排気集合部を形成することで、張出部の下面とシリンダブロックの側面との間のデッドスペースを有効利用し、エンジン全体を小型化する発明が開示されている。

図７に特許文献１のシリンダヘッドの外面形状を示す。シリンダヘッド１１２の側面には排気出口１４８が形成されている。この面には、点火プラグ挿入筒１２１と共に、補強壁１６１と引出部１４９も形成されている。この発明では、シリンダヘッド１１２は、上下方向の高さも低くなる（全体として平たい形状）ように形成されており、シリンダヘッド１１２の外面に形成された排気出口１４８もトラック形状（半円同士を直線で繋いでトラックの形状にしたもの）を形成している。

なお、排気出口１４８には、下向きに９０°屈曲した排気管に続き、略円筒形状の排気ガス浄化触媒が設けられている（図示せず）。また、排気出口１４８には、エキゾーストマニホールドがボルト締結により取り付けられる。そのためのボス部１５８ａ乃至１５８ｃが形成されている。

特開２００４−０５２５４６号公報

エンジンの小型化を行う上では、シリンダヘッドを小型化し、排気管をできるだけエンジンの近傍で取り回しを行うことが必然となる。しかし、排気管をエンジン近傍で取りまわすということは、排気管を急角度で曲げることとなる。一方排気ガスは、高温かつ高速の気体であるので、屈曲した配管中を流れる際には、最も速度が速くなるパスを通過しようとする。

特にシリンダヘッドから出た直後の排気ガスは流速も早い。従って、シリンダヘッドの出口で大きく屈曲する配管では、屈曲の外側と内側で排気ガスに速度の差がつきやすい。すなわち、曲率半径の大きな、屈曲の外側のパスを通過する排気ガスの流速は早く、曲率半径の小さな、屈曲の内側のパスを通過する排気ガスの流速は遅い。すると、シリンダヘッド出口からすぐに大きく屈曲した排気管に続いて配置された排気ガス浄化触媒には、屈曲の外側にあたる部分に流速の早い排気ガスが突入することとなる。

排気ガス浄化触媒は所定の温度範囲で活性する。従って、排気ガスが強く当たっている部分と、排気ガスの当たりが弱い部分とでは、触媒の活性に不均一が生じる。また、一部分の触媒にだけ排気ガスが強く当たり続けると、その部分だけが高温になりすぎ、触媒機能が失活するおそれもある。すなわち、シリンダヘッドを小型化しようとした時には、排気ガス浄化触媒へのガス当たりの一様度を確保する事が必要となる。

一方、排気ガス浄化触媒への排気ガス当たりを一様化させるために、シリンダヘッドの排気出口を大きくしようとすると、排気管との取付において、シール性が保持できない。例えば、特許文献１では、３本のボルト締結用ボスが設けられているが、排気出口１４８は、それぞれのボス部を結んだ線からはみ出る部分２００が生じている。このような状態では、シリンダヘッドと排気管を十分な力で締結することはできない。つまり、ボス部を結んだ線と排気出口が重なってしまっていては、ボルトの軸力が均一とならず、シール性が低下する。

本発明は上記のような課題に鑑み想到されたものであり、シリンダヘッド直後の屈曲した排気管に接続される排気ガス浄化触媒に対する排気ガスの当たりの一様性を高め、また、シリンダヘッドと排気管の締結を強固に行うことのできるシリンダヘッド構造を提供することを目的とする。また、そのシリンダヘッドに連結されるエキゾーストマニホールド構造も提供する。

より具体的に本発明のシリンダヘッド構造は、
外面に排気出口が形成された外殻を有し、
複数の気筒からの排気ポート下流部を集合させた集合部を前記外殻の内部に設け、前記集合部の出口が前記排気出口に前記外殻の内部で連通され、
前記排気出口に、下流側に排ガス浄化触媒が連結され、略直角に曲がるコーン部を
前記外面の前記排気出口周辺に設けられた複数の締結点でボルト締結させたエンジンのシリンダヘッド構造であって、
前記排気出口の形状を、クランク軸方向を長手方向とした時に、前記長手方向に長い長円形状で形成し、
前記長円形状は、前記長手方向で最も長い径より上側の曲率半径を下側の曲率半径より小さくし、
前記長円形状が、前記締結点を結ぶ線より内側に位置することを特徴とする。

また、本発明のエキゾーストマニホールド構造は、
前記シリンダヘッドの排気出口に複数の締結点でボルト締結されるフランジが形成されたエキゾーストマニホールド入り口と、
前記排気ガス浄化触媒に連結されるエキゾーストマニホールド出口を有し、
前記エキゾーストマニホールド入り口は、エンジンのクランク軸方向を長手方向とした時に、前記長手方向に長い長円形状で形成し、
前記長円形状は、前記長手方向で最も長い径より上側の曲率半径を下側の曲率半径より小さくし、
前記長円形状が、前記締結点を結ぶ線より内側に位置することを特徴とする。

本発明のシリンダヘッド構造では、シリンダヘッドの外殻に形成された排気出口が横長の長円であり、最も長い径の上側の曲率半径を下側の曲率半径より小さくしているので、排気出口の下側の排気ガスの流速が上側の排気ガスの流速に比較し、相対的に早くすることができるので、上側および下側の曲率半径が同じ場合と比較して、触媒へのガス当たりの一様性が向上する。

また、排気出口がコーン部のボルト締結点を結ぶ線より内側に位置するので、オーバーハングが生じることがない。したがって、シリンダヘッドとコーン部の締結部分のシール性を高気密に保つことができる。

また、上記のシリンダヘッド構造に連結されるエキゾーストマニホールドの入り口の形状は、シリンダヘッドの排気出口同様の形状である。具体的には、横長の長円であり、最も長い径の上側の曲率半径を下側の曲率半径より小さくしている。従って、排気出口の下側の排気ガスの流速が上側の排気ガスの流速に比較し、相対的に早くすることができるので、上側および下側の曲率半径が同じ場合と比較して、触媒へのガス当たりの一様性が向上するという本発明のシリンダヘッド構造同様の効果を奏する。

本発明のシリンダヘッド構造の外観を示す図である。 図１中のＡ−Ａ断面を示す図である。 排気出口の正面（図３（ａ））および断面図（図３（ｂ））である。 本発明に適用されない排気出口形状の例を示す図である。 楕円を円弧で近似する様子を示す図である。 排気出口周辺の締結点を示す図である。 従来のシリンダヘッドの外観を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明を説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、下記の実施形態を変形してもよい。

図１は、本発明のシリンダヘッド構造の斜視図を示す。本発明のシリンダヘッド構造１では、シリンダヘッド１０とコーン部１２および排気ガス浄化触媒（コンバータ：以後単に「触媒」とも呼ぶ。）１４を有する。シリンダヘッド１０は、外殻１０ｆを有し、上側および下側は、連結面１０ｃを有する。外殻１０ｆとはシリンダヘッド１０の外側面である。

シリンダヘッド１０はシリンダブロック（図示せず）上部に気密的に連結され、またシリンダヘッド１０上部には、ヘッドカバー（若しくはロッカカバー：図示せず）がやはり気密的に固定されるからである。なお、シリンダヘッド１０の高さは符号１０ｈで表す。また、コーン部１２には入り口１２ｉの周囲にフランジ１２ｆが設けられ、シリンダヘッド１０とボルトで締結される。

また、シリンダヘッド１０は内部にウォータージャケット（図示せず）が構成されている。ウォータージャケットは、シリンダヘッド１０の各部を冷却するための冷却水を流すための通路であり、図示しない冷却水取入れ口と、冷却水出口１０ｗを有している。

図２は、図１のＡ−Ａ断面の模式図である。図２を参照して、シリンダヘッド１０は、内部に各気筒からの排気ポート１５ａ乃至１５ｆ（まとめて「排気ポート１５」という。）が集合する集合部１６を有する。従来は排気ポート１５が集合する集合部１６はシリンダヘッド１０の外部に形成していた。しかし、エンジンを小型化する上で集合部１６はシリンダヘッド１０の内部に形成される。なお、本実施の形態では、気筒は３つ（１７ａ乃至１７ｃ）の場合について説明するが、気筒の数は３に限定されるものではない。また、図２のように集合部１６が形成されるので、クランク軸は矢印１８と平行な方向に配置される。

再度図１を参照して、シリンダヘッド１０には、排気出口２０が形成される。排気出口２０は、シリンダヘッド１０の外殻（側面）１０ｆに形成された貫通孔である。排気出口２０の内側は、排気ポート１５の集合部１６の出口が連結されている。従って、排気出口２０を外側から見ると排気ポート１５の集合部１６の内側がのぞける。排気出口２０の外側にはエキゾーストマニホールドを兼ねたコーン部１２が締結される。

なお、本明細書では「エキゾーストマニホールド」と「コーン部」は同意として用いる。コーン部１２は、排気出口２０を出るとすぐに下方に向けてほぼ９０°屈曲した構造をしている。コーン部１２の出口１２ｏには、排気ガス浄化触媒１４が取り付けられている。コーン部１２の出口１２ｏと排気ガス浄化触媒１４は、溶接で接合させるのが好適である。排気ガスがもれないように気密性が必要であるうえ、振動に曝される箇所であるので、強固な結合が必要だからである。

図３（ａ）には、シリンダヘッド１０を正面から見た排気出口２０を表す。排気出口２０は、長円形状をしている。ここで長円形状とは、なめらかな曲線で形成され、シリンダヘッド１０の外殻にそった横方向と、シリンダヘッド１０の高さ方向である縦方向にそれぞれ１つの最大径軸を有する丸形状であって、横方向の最大径（以後「横最大径２２」と呼ぶ）が縦方向の最大径（以後「縦最大径２３」と呼ぶ）より大きい形状をいう。なお、横方向はクランク軸方向１８と一致する。

なお、排気出口２０と連結されるコーン部１２の入り口１２ｉも、製造時の公差の範囲内で、同様の形状をしている。シリンダヘッド１０の排気出口２０とコーン部１２の入り口１２ｉで形状が異なると、排気ガスの流れがスムースに流れず、本発明の効果を奏することができないからである。

より具体的には、横最大径２２を境にして上部形状２４と下部形状２６に分けられ、上部形状２４と下部形状２６が共に楕円である。全体として長円形状であるので、これら上下の楕円は、それぞれ同じ長軸（横最大径２２に一致する）を有し、扁平率が異なる楕円の組み合わせである。なお、ここで楕円とは、円弧の組み合わせで楕円を近似した形状を含んでよい。実際のシリンダヘッドの製造では、正確な楕円を組み合わせた形状の貫通孔を製造するのは困難な場合もあるからである。

さらに、上部形状２４の扁平率は下部形状２６の扁平率より小さい。なお、ここで扁平率は楕円の長軸をａとし、短軸をｂとすると「１−ｂ／ａ」で表され、真円なら「０」、縦に潰れるに従って「１」に近づく値である。従って、上部形状２４の方が下部形状２６より扁平率が小さいというのは、下部形状２６の方が縦方向に潰れた楕円であることを意味する。言い換えると、下部形状２６の楕円における短軸長（若しくは短軸長の１／２）が上部形状２２の楕円における短軸長（若しくは短軸長の１／２）より短い。なお、図３（ａ）で下部形状２６の下に描いた二点鎖線２８ｆは、上部形状２４と同じ短軸長を有する楕円の場合を示す。

図３（ｂ）には、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面の概念図を示す。二点鎖線２８ｓは図３（ａ）の二点鎖線２８ｆと同じ場合を横から見た状態である。図３（ｂ）はシリンダヘッド１０からコンバータ１４までの排気ガスの流れを示す。コーン部１２は、シリンダヘッド１０の排気出口２０と同様の形状を有する入り口１２ｉから排気ガス浄化触媒１４と接続する出口１２ｏまで、連続的に変化する形状を有する。ただし、排気ガスの流れを制御する突出部や凹みがあってもよい。

もし、排気出口２０の上部形状２４および下部形状２６が同じ楕円から構成されていたとすると（図３（ｂ）の二点鎖線の場合）、図３（ｂ）では、排気出口２０の下端２０ｂｂでの曲率半径が大きくなる。一方、排気出口２０の下部形状２６が扁平率の大きな楕円（より潰れた楕円）から構成されていると（図３（ｂ）の実線の場合）、図３（ｂ）では、排気出口２０の下端２０ａｂでの曲率半径は小さくなる。

ここで、もし二点鎖線のように排気出口２０の下端２０ｂｂでの曲率半径が大きいと、この部分を流れる排気ガス３０ｂｂの流速は遅くなり、排気出口２０の上端２０ｔを通過する排気ガス３０ｔの流速との差が大きくなる。つまり触媒１４へのガス当たりという観点では、シリンダヘッド１０から遠い部分の触媒１４ｏはガス当たりが強く、シリンダヘッド１０に近い部分の触媒１４ｉのガス当たりは弱い。つまり、ガス当たりの一様性は悪化する。

一方、排気ポート１５から集合部１６にかけて流れる排気ガスは、下側の排気ガス量が少なくなる傾向がある。そのため、排気出口２０の下端２０ａｂで曲率半径を小さくすることで、この部分を流れる排気ガス３０ａｂの流速が高くなる。つまり、排気出口２０の上端２０ｔ付近を流れる排気ガス３０ｔの流速との差が小さい状態でコーン部１２を曲がって触媒１４に当たるようになり、触媒１４へのガス当たりの一様性が向上する。

言い換えると、シリンダヘッド１０に接続された排気管が直後に略９０度屈曲するような配置の場合は、シリンダヘッド１０の排気出口２０の形状を下側の曲率半径が上側の曲率半径より大きな円弧で形成すると、屈曲後の配管断面における排気ガスの流速を一様に近い状態に整流することができる。

図４（ａ）には、排気出口がトラック形状４０である場合を示す。トラック形状とは、１つの円を中央で分割し、左右の半円４１ａ、４１ｂを直線４２ａ、４２ｂでつないだ形状をいう。排気出口２０がトラック形状４０であると、排気ポート１５の集合部１６の出口もトラック形状４０に形成されているということである。つまり、集合部１６の上下の壁も出口付近の中央ではフラットになっている。このような形状では、上壁４０ｕ付近に多い排気ガスが左右に広がるため、排気出口の中央と左右端で排気ガスの流速が異なることとなる。したがって、触媒１４に当たる排気ガスの流速を一様にすることはできない。

また、図４（ｂ）には、図３（ａ）の極端な例を示す。上部形状２４は半円４５で、下部形状２６は直線である。排気出口２０がこのような形状になると、隅に角形状４５ｃが生じることとなる。シリンダヘッド１０は強いヒートサイクルに曝されるので、このような角形状４５ｃは応力の集中を生じるので、シリンダヘッド１０の耐久性自体に問題が生じるおそれがある。

再び図３（ａ）を参照して、以上のように、触媒１４へのガス当たりの一様性を高めるためには、排気出口２０の下部形状２６を上部形状２４に比べ、縦に扁平した楕円を利用するのがよい。この排気出口２０の形状は、排気出口２０の横最大径２２に対する上部形状２４および下部形状２６の高さの比で規定される。シリンダヘッド１０の高さ１０ｈ（図１参照）を低くするために、長円形状の排気出口２０を設けるので、横最大径２２に対する縦最大径２３の比が重要だからである。

具体的には、横最大径２２の長さをＬとすると、上部形状２４の高さ２４ｈは、０．３Ｌ乃至０．４Ｌが好ましく、上部形状２４の高さ２４ｈと下部形状２６の高さ２６ｈの比は１．５乃至２．０の間が好ましい。ここで「高さ（２４ｈと２６ｈ）」とは、上部形状２４および下部形状２６で一致する長軸（横最大径２２）から最遠点までの距離をいい、上部形状２４および下部形状２６が楕円の場合は、それぞれの短軸長の半分となる。上部形状２４の高さ２４ｈが０．５Ｌに近付くと真円（の半分）に近付き、十分な排気出口面積を確保するには、シリンダヘッド１０の高さ１０ｈが高くなる。結果、エンジン自体を小型化できない。一方、上部形状２４の高さが０．３Ｌより小さいと、排気出口２０自体が扁平になり過ぎて、排気ガスの流れに対する抵抗が高くなる。

また、上部形状２４と下部形状２６の高さの比が大きくなると、下側の楕円の扁平率が高くなるので、図４（ｂ）に近付く。一方、高さの比が１に近づくと、排気出口は真円若しくは上下で対称な楕円に近付き、排気ガスの一様性が劣化する。

なお、楕円形状は、円弧で近似することもできる。図５には、上部形状２４の楕円を円弧で近似する様子を示す。楕円形状は、上部円弧２４ａと両脇の上側部円弧２４ｂで近似される。それぞれの円弧の残りを点線で表した。図示しないが同じことは下部形状２６の楕円においても可能で、それぞれ対応する部分を下部円弧２６ａ、下側部円弧２６ｂとする。すなわち、本発明における排気出口２０の形状は、上部円弧２４ａと上側部円弧２４ｂと下部円弧２６ａと下側部円弧２６ｂの４つの円弧で近似させることができる。それぞれの円弧は、曲率半径をそれぞれＲ２４ａ、Ｒ２４ｂ、Ｒ２６ａ、Ｒ２６ｂとする。

例えば、横最大径２２の長さをＬとして、Ｒ２４ａが０．８Ｌ、Ｒ２４bが０．３Ｌ、Ｒ２６ａが１．５Ｌ、そしてＲ２６ｂが０．２Ｌとすると、好ましい排気出口２０の１態様を形成することができる。なお、それぞれ±０．０５Ｌの範囲で値を変化させてもよい。

ここで、上部形状２４で横最大径２２から最も遠い位置での曲率半径Ｒ２４を「上部形状の曲率半径」と呼ぶ。上部形状２４の楕円を上記の円弧で近似した場合は、上部円弧２４ａの半径（Ｒ２４ａ）が上部形状２４の曲率半径である。また、同様に、下部形状２６において横最大径２２から最も遠い位置での曲率半径Ｒ２６を「下部形状の曲率半径」と呼ぶ。下部形状２６を上記の円弧で近似すると、下部円弧２６ａの半径（Ｒ２６ａ）が下部形状２６の曲率半径である。

また、排気出口２０が完全な楕円形状であっても、上記と同じ点での曲率半径を「上部形状の曲率半径」および「下部形状の曲率半径」と呼ぶ。本発明のシリンダヘッド構造における排気出口２０の形状は上部形状２４の曲率半径が下部形状２６の曲率半径より小さいとも言える。

上記のような排気出口２０の形状は、コーン部１２を取付ける際にシリンダヘッド１０とのシール性を高める効果も有する。図６（ａ）には、排気出口２０の周囲に形成されるボルトの締結点（５０ａ乃至５０ｄ）を示す。シリンダヘッド１０の排気出口２０にはエキゾーストマニホールドを兼ね、排気出口２０を出た直後にほぼ垂直下方に方向を変えるコーン部１２が連結される。排気出口２０から放出される排気ガスは、高温・高圧であるので、コーン部１２は排気出口２０に密着させ強固に固定する必要がある。

締結点（５０ａ乃至５０ｄ）はコーン部１２をシリンダヘッド１０に締結するためのボルトが螺着するボルト穴である。ボルトは数が多いほど、強固に取付けることができるが、数が多いと作業工数が増加し、コストが上がる。

長円形状の排気出口２０にボルト締結するコーン部１２は開口周囲にフランジ１２ｆを配し、そのフランジ１２ｆでボルト締結するのが好ましい（図１参照）。しかし、コーン部１２はシリンダヘッド１０を出た直後に下方に曲がる形状をしているため、コーン部１２の開口全周囲にフランジ１２ｆを配しても、コーン部１２で陰になる部分のボルト止めは出来ない。従って、排気出口２０の上方および側方でシリンダヘッド１０との締結を行う必要がある。

締結ボルト同士（すなわち、締結点同士）は、できるだけ接近させた方がよいが、図６の二点鎖線２８ｆで示すように締結点５０ｃと締結点５０ｄを結ぶ線上から排気出口がはみ出ている場合（これをオーバーハング状態と呼ぶ）は、コーン部１２とシリンダヘッド１０の間のボルト締結において、シール性が十分でなく、排気ガスが漏洩するおそれが生じる。

この点、本発明のシリンダヘッド構造１の排気出口２０形状は下部形状２６の曲率半径Ｒ２６が大きいので、上側の締結点（５０ａと５０ｂ）と下側の締結点（５０ｃと５０ｄ）の間隔５２を大きくする必要がない。つまり、丈の短い（高さ１０ｈの低い）シリンダヘッド１０であっても、オーバーハング無しでコーン部１２を締結することができる。なお、これは見方を変えると、ガス量の多い、コーン部１２の上側の曲率半径を大きくしたため、シリンダヘッド１０に締結したコーン部１２の剛性が向上するともいえる。従って、ガスによる放射音を低減する効果も得る事ができる。

また、図６（ｂ）に示す図６（ａ）のＣ−Ｃ断面のように、本発明のシリンダヘッド構造１では、締結点５０（５０ｄ）のネジ穴の底５３より外殻１０ｆに近い点までウォータージャケット５５の先端５５ｔが延設される。締結ボルトのヒートショックを緩和してネジ抜けを防止するためである。より詳細に説明すると、ウォータージャケット５５は、締結点５０の少なくとも一方に配置される。

ここで「一方に配置される」とは、締結点の上下左右のいずれか一方にウォータージャケットが配置されていることを意味する。言い換えると、シリンダヘッド１０の正面から見た時に、締結点５０の全周にウォータージャケット５５は配置される必要はない。また、締結点の直径をＲＲとして、少なくとも３ＲＲより近い位置までウォータージャケット５５の先端５５ｔが接近して配設されている。締結点５０から離れて設置されると締結ボルトを冷却できないからである。

また、ウォータージャケット５５の先端５５ｔは少なくとも締結点５０の底５３よりシリンダヘッド１０の外殻１０ｆに近く配設される。締結ボルトを冷却するためである。以上のように、本発明のシリンダヘッド構造１では排気出口２０の締結点５０の少なくとも一方に、締結点５０の底５３より外殻１０ｆ側までウォータージャケット５５が配置されるので、締結ボルトが温度差の大きなヒートサイクルに曝されないので、ボルト緩みといった問題も生じにくくなる。

以上のように、本発明のシリンダヘッド構造１では、排気出口２０の形状を、扁平率の異なる楕円の組み合わせ形状とすることで、触媒１４に当たる排気ガスの一様性を高めたので、コーン部１２の取り付けに際してシール性も保持することができる。また、ガス量の多い、上側の曲率半径Ｒ２４を大きくしたので、エキゾーストマニホールド（コーン部１２）の剛性が向上し、ガスによる放射音を低減する効果を得る事ができる。また、シリンダヘッド１０のウォータージャケット５５が締結点５０の近傍にまで配置されているので、ヒートサイクルによるネジ抜けも起こりにくい。また、本発明のシリンダヘッドにボルト締結されるエキゾーストマニホールドの入り口も排気出口２０と同じ構造を有することで、排気ガスの一様性を高めることができる。

本発明のシリンダヘッド構造は、内燃機関のシリンダヘッドに好適に利用することができる。

１ シリンダヘッド構造
１０ シリンダヘッド
１０ｆ 外殻
１０ｈ シリンダヘッドの高さ
１２ コーン部
１４ 排気ガス浄化触媒（コンバータ若しくは触媒）
１５ 排気ポート
１６ 集合部
１７ 気筒
１８ クランク軸方向
２０ 排気出口
２２ 横最大径
２３ 縦最大径
２４ 上部形状
２４ｈ 上部形状の高さ
２４ａ 上部円弧
２４ｂ 上側部円弧
２６ 下部形状
２６ａ 下部円弧
２６ｂ 下側部円弧
２６ｈ 下部形状の高さ
３０ 排気ガス
４０ トラック形状
４１ａ、４１ｂ 半円
４２ａ、４２ｂ 直線
４５ 半円形状
５０ 締結点
５２ 締結点間距離
５３ 締結点の底
５５ ウォータージャケット
Ｒ２４ 上部形状の曲率半径
Ｒ２４ａ 上部円弧の曲率半径
Ｒ２４ｂ 上側部円弧の曲率半径

Claims (2)

1. 外面に排気出口が形成された外殻を有し、
   複数の気筒からの排気ポート下流部を集合させた集合部を前記外殻の内部に設け、前記集合部の出口が前記排気出口に前記外殻の内部で連通され、
   前記排気出口に、下流側に排気ガス浄化触媒が連結され、略直角に曲がるコーン部を
   前記外面の前記排気出口周辺に設けられた複数の締結点でボルト締結させたエンジンのシリンダヘッド構造であって、
   前記排気出口の形状を、クランク軸方向を長手方向とした時に、前記長手方向に長い長円形状で形成し、
   前記長円形状は、前記長手方向で最も長い径より上側の曲率半径を下側の曲率半径より小さくし、
   前記長円形状が、前記締結点を結ぶ線より内側に位置することを特徴とするシリンダヘッド構造。
2. シリンダヘッドの排気出口と排気ガス浄化触媒の間に配置されるエキゾーストマニホールド構造であって、
   前記シリンダヘッドの排気出口に複数の締結点でボルト締結されるフランジが形成されたエキゾーストマニホールド入り口と、
   前記排気ガス浄化触媒に連結されるエキゾーストマニホールド出口を有し、
   前記エキゾーストマニホールド入り口は、エンジンのクランク軸方向を長手方向とした時に、前記長手方向に長い長円形状で形成し、
   前記長円形状は、前記長手方向で最も長い径より上側の曲率半径を下側の曲率半径より小さくし、
   前記長円形状が、前記締結点を結ぶ線より内側に位置することを特徴とするエキゾーストマニホールド構造。