JP2014134182A - シリンダヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】排気ガスの冷却効率を向上させることが可能なシリンダヘッドを提供する。
【解決手段】このシリンダヘッド１は、排気ポート６の内壁面に排気ポート６の排気流れ方向に延在する下側突条部７、８、９及び上側突条部１０、１１を備える。また、排気ポート６の内壁面の上部の上側突条部１０及び１１と、下部の下側突条部７、８及び９とは、排気ポート６の内壁面の上部と下部とを接続する方向（Ａ方向）から見て重複しないように配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、排気ポートを備えるシリンダヘッドに関する。

多気筒型エンジンに用いるシリンダヘッドには、各気筒から排出される排気ガスを排気管に導くための排気ポートが設けられている。

近年の多気筒型エンジンは、一つの気筒から二つ又はそれ以上の排気バルブで排気を行うように構成されている。そのため、排気ポートは、その排気流れ方向の上流端から途中までの上流部が複数に分岐されていて、前記途中から下流端までの下流部が一つに集合されている。

特許文献１には、吸気ポート及び排気ポートの各内周面においてバルブステムより上流側に、それぞれリブを設けるということが記載されている。なお、前記リブは、バルブステムが吸気や排気の抵抗にならないようにして、吸気や排気を滑らかに流すようにするために設けられている。

特開平４−３３０３５２号公報

上記特許文献１のように排気ポートの上部のみにリブを設置した場合には、排気ガスは、エンジン運転時（特に高回転時）において、バルブステム座（排気ポートの上壁）に衝突して、排気ポートの下部へ向かう流れや、排気ポート天井部（上部）に設置されたリブから剥離して下部へ向かう流れとなる。このため、排気ポートの上部に設置されたリブのみでは排気ガスを捉えきれないため、排気ガスの冷却効率が低下するという問題点がある。

このような事情に鑑み、本発明は、排気ポートを備えるシリンダヘッドにおいて、排気ガスの冷却効率を向上することを目的としている。

上述の課題を解決するための手段として、本発明によるシリンダヘッドは、以下のように構成されている。

すなわち、本発明によるシリンダヘッドは、排気ポートの内壁面に前記排気ポートの排気流れ方向に延在する突条部を備えた構成を前提とするものである。

また、本発明によるシリンダヘッドでは、前記突条部は、前記排気ポートの内壁面の上部及び下部に設けられ、前記排気ポートの内壁面の上部及び下部に設けられた前記突条部は、前記排気ポートの内壁面の上部と下部とを接続する方向から見て重複しないように配置されていることを特徴としている。

かかる構成を備えるシリンダヘッドによれば、排気ポートの内壁面の上部と下部との両方に設けられた突条部の位相（位置）をオフセットさせるように設置することにより、排気ポートの内壁面の上部の突条部に衝突して下部に向かって放射状に流れるように剥離した排気ガスを排気ポートの内壁面の下部の突条部により捉え易くなるので、排気ガスの冷却効率を向上することができる。

本発明の具体的な構成として、以下の複数のものが挙げられる。

本発明によるシリンダヘッドにおいて、好ましくは、前記突条部は、前記排気ポートの内壁面の上部及び下部のそれぞれに複数設けられ、前記排気ポートの内壁面の上部に設けられた前記複数の突条部間の間隔は、前記排気ポートの内壁面の下部に設けられた前記複数の突条部間の間隔よりも大きいことを特徴とする。このように構成すれば、排気ガスの流速が比較的大きい排気ポートの上部に突条部と突条部との間の間隔（ピッチ間）が大きくなるように突条部を設けることにより、排気ガスの流速が低下してしまう現象を抑制することができる。その一方で、排気ガスの流速が比較的小さい排気ポートの下部に突条部と突条部との間の間隔（ピッチ間）を小さくなるように突条部を設けることにより、排気ポートの下部の表面積が増大するので、排気ガスの冷却性能を向上することができる。

また、本発明によるシリンダヘッドにおいて、好ましくは、前記排気ポートの内壁面の下部に設けられた前記突条部は、前記排気ポートの内壁面の下部から上部へ突出するように形成され、前記排気ポートの内壁面の上部に設けられた前記突条部は、前記排気ポートの内壁面の上部から下部へ突出するように形成され、前記排気ポートの内壁面の下部に設けられた前記突条部の高さは、前記排気ポートの内壁面の上部に設けられた前記突条部の高さよりも大きいことを特徴とする。このように構成すれば、排気ポートの内壁面の上部に設けられた突条部の高さよりも排気ポートの内壁面の下部に設けられた突条部の高さを大きく設定することにより、排気ポートの内壁面の上部に設けられた突条部から剥離した排気ガスを排気ポートの内壁面の下部に設けられた突条部により捉え易くなるので、排気ガスの冷却効率を確保することができる。

この場合、好ましくは、前記排気ポートの内壁面の下部に設けられた前記突条部の上端部は、前記排気ポートの内壁面の上部に設けられた前記突条部の下端部よりも上部側に配置されていることを特徴とする。このように構成すれば、上部の突条部から剥離して下部に向かう排気ガスの流れは、上部から下部に向かって放射状に流れるので、下部の突条部の上端部が上部の突条部の下端部よりも上部側に配置されることにより、下部に向かう排気ガスを逃がさずに捉えることができる。

本発明に係るシリンダヘッドでは、排気ガスの冷却効率を向上させることが可能になる。

本発明の第１実施形態に係るシリンダヘッドにおいて排気ポートを主体に記載した平面の模式図である。 図１の１００−１００線に沿った断面図である。 図１の２００−２００線に沿った断面図である。 エンジン運転時における排気ポートの排気ガスの流れを説明する図である。 排気ポートにおける排気ガスの上部から下部への流れを説明する図である。 本発明の第２実施形態に係るシリンダヘッドにおいて排気ポートを主体に記載した平面の模式図である。 図６の３００−３００線に沿った断面図である。 図６の４００−４００線に沿った断面図である。 エンジン運転時における排気ポートの排気ガスの流れを説明する図である。 排気ポートにおける排気ガスの上部から下部への流れを説明する図である。

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１から図５に本発明の第１実施形態を示している。図中、１はシリンダヘッドの全体を示している。この第１実施形態に例示するシリンダヘッド１については、一つの気筒２に、図示していないが、二つの吸気バルブと二つの排気バルブとを用いるタイプとされている。

図２に示すように、シリンダヘッド１の下面において図示していないシリンダブロックの気筒２に対応する位置には、気筒２とピストン３と協力して燃焼室４を作るための凹部１ａが設けられている。この凹部１ａには、吸気ポート５と排気ポート６とが連通連結されている。排気ポート６は、断面視において略楕円形状（図３参照）を有している。具体的には、排気ポート６は、気筒２の軸方向に沿った短手軸と、短手軸に直交する方向に沿った長手軸とを有している。

図１に示すように、排気ポート６は、その排気流れ方向の上流端から途中までの第１上流部６ａ及び第２上流部６ｂが複数（この実施形態では二つ）に分岐されていて、前記途中から下流端までの下流部６ｃが一つに集合されている。

前記途中が集合起点６ｄ（又は分岐起点）となる。排気ポート６の第１上流部６ａ及び第２上流部６ｂの各上流端は、燃焼室４（図２参照）に連通連結されている。一方、排気ポート６の一つの下流部６ｃの下流端は、シリンダヘッド１の背面１ｂに開口されている。

図２に示すように、第１上流部６ａ（第２上流部６ｂ）の中心軸線Ｘ１（Ｘ２）は、気筒２の中心軸線Ｙに対して傾斜されており、下流部６ｃの中心軸線Ｚは、第１上流部６ａ（第２上流部６ｂ）の中心軸線Ｘ１（Ｘ２）に対して傾斜されている。

なお、第１上流部６ａ（第２上流部６ｂ）の中心軸線Ｘ１（Ｘ２）は、排気ポート６の上流開口の中心と集合起点６ｄの中心とを結ぶ直線とされる。下流部６ｃの中心軸線Ｚは、集合起点６ｄの中心と下流開口の中心とを結ぶ直線とされる。

そして、気筒２の中心軸線Ｙに対する下流部６ｃの中心軸線Ｚの傾斜角度βは、気筒２の中心軸線Ｙに対する第１上流部６ａ（第２上流部６ｂ）の中心軸線Ｘ１（Ｘ２）の傾斜角度αより小さく設定されている。

このような排気ポート６を備えるシリンダヘッド１では、図１〜図３に示すように、排気ガスの冷却性能を向上させるために、排気ポート６の内周面（内壁面）の下部に冷却用の３つの下側突条部（フィン）７、８及び９、及び、上部に冷却用の２つの上側突条部（フィン）１０及び１１が設けられている。これらの下側突条部７〜９及び上側突条部１０、１１について、以下で詳しく説明する。なお、排気ポート６の内壁面の上部とは、排気ポート６の内壁面のうちピストン３の上死点側（上死点方向）の面のことであり、排気ポート６の内壁面の下部とは、排気ポート６の内壁面のうちピストン３の下死点側（下死点方向）の面のことである。

具体的に、図１〜図３に示すように、下流部６ｃの内周面において排気ガスが衝突して案内されやすい領域（例えば鉛直方向の下半分領域）において周方向の中央に、下側突条部７が設けられている。この下側突条部７は、下流部６ｃの中心軸線Ｚ（又は排気流れ方向）に沿って直線状に設けられている。

第１上流部６ａ及び第２上流部６ｂから下流部６ｃまでの内周面において排気ガスが案内されやすい領域（例えば鉛直方向の下半分領域）において下側突条部７の両側方に、下側突条部８及び９が第１上流部６ａ及び第２上流部６ｂと同数設けられている。

これら下側突条部８及び９は、第１上流部６ａ及び第２上流部６ｂにおいてはそれらの中心軸線Ｘ１及びＸ２（又は排気流れ方向）に沿って設けられており、さらに下流部６ｃにおいては下側突条部７の両側方に下側突条部７とほぼ平行に設けられている。

詳しくは、図１に示すように、下側突条部７は、下流部６ｃにおいて集合起点６ｄから下流端までの全長に連続して延びるように設けられている。下側突条部８及び９は、第１上流部６ａ及び第２上流部６ｂにおいて上流端よりも集合起点６ｄ寄りの位置から下流部６ｃの下流端にまで連続して延びるように設けられている。

なお、前記した排気ガスが案内されやすい領域とは、例えば鉛直方向の下半分領域のことであり、この領域に全ての下側突条部７〜９が設置されている。

また、上側突条部１０及び１１は、平面視において、第１上流部６ａ及び第２上流部６ｂから下流部６ｃまでの内周面において排気ガスが案内されやすい領域（例えば鉛直方向の上半分領域）において下側突条部７の両側方に設けられている。

これら上側突条部１０及び１１は、図２に示すように、第１上流部６ａ及び第２上流部６ｂにおいてはそれらの中心軸線Ｘ１及びＸ２（又は排気流れ方向）に沿って設けられており、さらに下流部６ｃにおいては下側突条部７の両側方に下側突条部７、８及び９とほぼ平行に設けられている。

詳しくは、図１に示すように、上側突条部１０及び１１は、第１上流部６ａ及び第２上流部６ｂにおいて上流端よりも集合起点６ｄ寄りの位置（例えばバルブガイド１２の貫通位置）から下流部６ｃの下流端にまで連続して延びるように設けられている。

なお、前記した排気ガスが案内されやすい領域とは、例えば鉛直方向の上半分領域のことであり、この領域に全ての上側突条部１０及び１１が設置されている。

この第１実施形態では、図３に示すように、下側突条部７、８及び９は、上側突条部１０及び１１と対向するように排気ポート６の内壁面から突出するように設けられている。これらの下側突条部７、８、９及び上側突条部１０、１１は、各突条部の基端部から先端部にかけて先細り形状（テーパ形状）を有している。

また、排気ポート６の内壁面の下部に設けられた下側突条部７、８、９と、上側突条部１０、１１とは、排気ポート６の内壁面の上部と下部とを接続する方向（Ａ方向）から見て重複しない（重ならない）ように配置されている。すなわち、図１に示すように、下側突条部７、８及び９と、上側突条部１０及び１１とは、平面視において、互いに重ならないように配置されている。

排気ポート６の内壁面の下部の下側突条部７、８及び９は、図３に示すように、排気ポート６の断面視における長手方向（Ｂ方向）に沿って、間隔ｐ２により等間隔で配置されている。また、下側突条部８と排気ポート６の内壁面との間、及び、下側突条部９と排気ポート６の内壁面との間は、間隔ｐ２である。

排気ポート６の内壁面の上部の上側突条部１０及び１１は、排気ポート６の断面視における長手方向（Ｂ方向）に沿って、間隔ｐ１により配置されている。また、上側突条部１０と排気ポート６の内壁面との間、及び、上側突条部１１と排気ポート６の内壁面との間は、間隔ｐ１である。また、排気ポート６の上部側の間隔ｐ１は、排気ポート６の下部側の間隔ｐ２よりも大きい。

また、下側突条部８及び９が同じ突出寸法ｈ１に設定されており、下側突条部７の突出寸法ｈ２が下側突条部８及び９の突出寸法ｈ１よりも大きく設定されている。これにより、下側突条部７の突出端の位置と下側突条部８及び９の突出端の位置とが周方向で不揃いになっている。特に、この実施形態の場合には、下側突条部７の突出寸法ｈ２を下流部６ｃの内周面において上半分領域に近づけるように設定している。

また、排気ポート６の内壁面の上部の上側突条部１０及び１１は、同じ突出寸法ｈ３に設定されているとともに、上部から下部に向かって、排気ポート６の断面視における短手方向（Ａ方向）の長さの半分以下の突出寸法（高さ）を有している。また、下側突条部７（８、９）の突出寸法ｈ２（ｈ１）は、上側突条部１０及び１１の突出寸法ｈ３よりも大きい。

次に、図３〜図５を参照して、上記のように構成した排気ポート６における排気ガスの流れを説明する。

図４に示すように、エンジン運転時（特に高回転時）では、燃焼室４内の排気ガスは、バルブリフトが小さい状態から大きい状態までの全域において、バルブステム１２ａに沿って排気ポート６の第１上流部６ａ及び第２上流部６ｂに流れ込む（全量抜けきる）。そして、排気ポート６の内壁面の上部から下部にわたって排気ガスが流れる。また、排気ポート６の内壁面の上部と下部とにおける排気ガスの流速差が比較的大きくなる。特に、排気ポート６の上部における排気ガスの流速は、下部の流速よりも大きくなる。

図３及び図５に示すように、排気ガスの流速が大きい排気ポート６の上部においては、上側突条部１０と１１との間及び上側突条部１０（１１）と排気ポート６の内壁面との間の間隔ｐ１が、下側突条部７、８及び９の各間隔及び下側突条部８（９）と排気ポート６の内壁面との間の間隔ｐ２よりも大きくなるように配置されている。これにより、上側突条部１０と１１との間及び上側突条部１０（１１）と排気ポート６の内壁面との間を排気ガスが流れやすくなり、排気ガスの流速が低下するのが抑制されることとなる。また、排気ポート６の上部を流れる排気ガスの一部は、上側突条部１０及び１１により受け止められることにより、排気ポート６の上部における冷却性が確保される。

また、排気ポート６の内壁面の上部を流れる排気ガスのうち上側突条部１０及び１１に衝突した排気ガスは、上部から下部へ向かう流れとなる。この場合、図５に示すように、上側突条部１０及び１１に衝突した排気ガスは、上部から下部に向かって放射状に剥離するようにして下部へと流れることとなる。例えば、上側突条部１０に衝突した排気ガスは、下側突条部７及び８に向かって流れ、上側突条部１１に衝突した排気ガスは、下側突条部７及び９に向かって流れることとなる。

その後、排気ポート６の内壁面の下部へ流れる排気ガスは、下側突条部７、８及び９により受け止められるとともに、下側突条部７、８及び９の各々の間を流れることとなる。これにより、エンジン運転時（特に高回転時）における冷却性が確保される。

以上説明したように、第１実施形態によるシリンダヘッド１によれば、以下に列記するような効果が得られる。

第１実施形態では、上記のように、排気ポート６の内壁面の上部の上側突条部１０及び１１と、下部の下側突条部７、８及び９とを、排気ポート６の内壁面の上部と下部とを接続する方向（図３に示す突条部が突出するＡ方向）から見て重複しないように配置する。これにより、排気ポート６の内壁面の上部の上側突条部１０及び１１と、下部の下側突条部７、８及び９との位相（位置）をオフセットさせるように設置することにより、排気ポート６の内壁面の上部の上側突条部１０及び１１に衝突して下部に向かって放射状に流れるように剥離した排気ガスを排気ポート６の内壁面の下部の下側突条部７、８及び９により捉え易くなるので、排気ガスの冷却効率を向上することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、排気ポート６の内壁面の上部の上側突条部１０及び１１の間及び上側突条部１０（１１）と排気ポート６の内壁面との間の間隔ｐ１を、排気ポート６の内壁面の下部の下側突条部７、８及び９の各間隔及び下側突条部８（９）と排気ポート６の内壁面との間の間隔ｐ２よりも大きくする。これにより、排気ガスの流速が比較的大きい排気ポート６の上部側の間隔ｐ１（ピッチ間）が大きくなるように突条部を設けることにより、排気ガスの流速が低下してしまう現象を抑制することができる。その一方で、排気ガスの流速が比較的小さい排気ポート６の下部側の間隔ｐ２（ピッチ間）が小さくなるように突条部を設置することにより、排気ポート６の下部の表面積が増大するので、排気ガスの冷却性能を向上することができる。

（第２実施形態）
次に、図６〜図１０を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、下側突条部の上端部を上側突条部の下端部よりも上部側に配置する例について説明する。

この第２実施形態による排気ポート１０６を備えるシリンダヘッド１０１では、図６〜図８に示すように、排気ガスの冷却性能を向上させるために、排気ポート１０６の内周面（内壁面）の下部に冷却用の３つの下側突条部（フィン）１０７、１０８、１０９、及び、上部に冷却用の２つの上側突条部（フィン）１１０、１１１が設けられている。これらの下側突条部１０７〜１０９及び上側突条部１１０及び１１１について、以下で詳しく説明する。

具体的に、図６〜図８に示すように、下流部１０６ｃの内周面において排気ガスが衝突して案内されやすい領域（例えば鉛直方向の下半分領域）において周方向の中央に、下側突条部１０７が設けられている。この下側突条部１０７は、下流部１０６ｃの中心軸線Ｚ（又は排気流れ方向）に沿って直線状に設けられている。

第１上流部１０６ａ及び第２上流部１０６ｂから下流部１０６ｃまでの内周面において排気ガスが案内されやすい領域（例えば鉛直方向の下半分領域）において下側突条部１０７の両側方に、下側突条部１０８及び１０９が第１上流部１０６ａ及び第２上流部１０６ｂと同数設けられている。

これら下側突条部１０８及び１０９は、第１上流部１０６ａ及び第２上流部１０６ｂにおいてはそれらの中心軸線Ｘ１及びＸ２（又は排気流れ方向）に沿って設けられており、さらに下流部１０６ｃにおいては下側突条部１０７の両側方に下側突条部１０７とほぼ平行に設けられている。

詳しくは、図６に示すように、下側突条部１０７は、下流部１０６ｃにおいて集合起点１０６ｄから下流端までの全長に連続して延びるように設けられている。下側突条部１０８及び１０９は、第１上流部１０６ａ及び第２上流部１０６ｂにおいて上流端よりも集合起点１０６ｄ寄りの位置から下流部１０６ｃの下流端にまで連続して延びるように設けられている。

なお、前記した排気ガスが案内されやすい領域とは、例えば鉛直方向の下半分領域のことであり、この領域に全ての下側突条部１０７〜１０９が設置されている。

また、上側突条部１１０及び１１１は、平面視において、第１上流部１０６ａ及び第２上流部１０６ｂから下流部１０６ｃまでの内周面において排気ガスが案内されやすい領域（例えば鉛直方向の上半分領域）において下側突条部１０７の両側方に設けられている。

これら上側突条部１１０及び１１１は、第１上流部１０６ａ及び第２上流部１０６ｂにおいてはそれらの中心軸線Ｘ１及びＸ２（又は排気流れ方向）に沿って設けられており、さらに下流部１０６ｃにおいては下側突条部１０７の両側方に下側突条部１０７、１０８及び１０９とほぼ平行に設けられている。

詳しくは、上側突条部１１０及び１１１は、第１上流部１０６ａ及び第２上流部１０６ｂにおいて上流端よりも集合起点１０６ｄ寄りの位置（例えばバルブガイド１２の貫通位置）から下流部１０６ｃの下流端にまで連続して延びるように設けられている。

なお、前記した排気ガスが案内されやすい領域とは、例えば鉛直方向の上半分領域のことであり、この領域に全ての上側突条部１１０及び１１１が設置されている。

この第２実施形態では、図８（ａ）に示すように、下側突条部１０７、１０８及び１０９は、上側突条部１１０及び１１１と対向するように排気ポート１０６の内壁面から突出するように設けられている。これらの下側突条部１０７、１０８、１０９及び上側突条部１１０、１１１は、突条部の基端部から先端部にかけて先細り形状（テーパ形状）を有している。

また、排気ポート１０６の内壁面に設けられた下側突条部１０７、１０８、１０９及び、上側突条部１１０、１１１は、排気ポート１０６の内壁面の上部と下部とを接続する方向（Ａ方向）から見て重複しない（重ならない）ように配置されている。すなわち、図６に示すように、下側突条部１０７、１０８、１０９及び上側突条部１１０、１１１は、平面視において、互いに重ならないように配置されている。

また、図８（ａ）に示すように、下側突条部１０７、１０８及び１０９は、同じ突出寸法ｈ１１に設定されている。下側突条部１０７、１０８及び１０９は、下部から上部に向かって、排気ポート１０６の断面視における短手方向（Ａ方向）の長さの半分以上の突出寸法を有している。

また、排気ポート１０６の内壁面の上部の上側突条部１１０及び１１１は、同じ突出寸法ｈ１２に設定されているとともに、上部から下部に向かって、排気ポート１０６の断面視における短手方向（Ａ方向）の長さの半分以下の突出寸法を有している。また、下側突条部１０７、１０８及び１０９の突出寸法ｈ１１は、上側突条部１１０及び１１１の突出寸法ｈ１２よりも大きい。

また、排気ポート１０６の内壁面の下部の下側突条部１０７、１０８及び１０９は、図８（ｂ）に示すように、排気ポート１０６の断面視における長手方向（Ｂ方向）に沿って、間隔ｐ１２により等間隔で配置されている。また、下側突条部１０８と排気ポート１０６の内壁面との間、及び、下側突条部１０９と排気ポート１０６の内壁面との間は、間隔ｐ１３により所定の間隔で配置されている。なお、間隔ｐ１３は、間隔ｐ１２よりも小さい。

排気ポート１０６の内壁面の上部の上側突条部１１０と１１１との間は、排気ポート１０６の断面視における長手方向（Ｂ方向）に沿って、間隔ｐ１１により配置されている。上側突条部１１０と排気ポート１０６の内壁面との間、及び、上側突条部１１１と排気ポート１０６の内壁面との間は、間隔ｐ１１である。また、上側突条部１１０と１１１との間の間隔ｐ１１は、下側突条部１０７、１０８及び１０９の各々の間隔ｐ１２及びｐ１３よりも大きい。

また、下側突条部１０７、１０８及び１０９は、排気ポート６の断面視における長手方向（Ｂ方向）から見て、上側突条部１１０及び１１１と部分的に重複するように配置されている。具体的には、下側突条部１０７（１０８、１０９）の上端部１０７ａ（１０８ａ、１０９ａ）は、上側突条部１１０（１１１）の下端部１１０ａ（１１１ａ）よりも上部（高い位置）に配置されている。

次に、図８〜図１０を参照して、上記のように構成した排気ポート１０６における排気ガスの流れを説明する。

図９に示すように、エンジン運転時（特に高回転時）では、燃焼室４内の排気ガスは、バルブリフトが小さい状態から大きい状態までの全域において、バルブステム１２ａに沿って排気ポート１０６の第１上流部１０６ａ及び第２上流部１０６ｂに流れ込む（全量抜けきる）。そして、排気ポート１０６の内壁面の上部から下部にわたって排気ガスが流れる。また、排気ポート１０６の内壁面の上部と下部とにおける排気ガスの流速差が比較的大きくなる。特に、排気ポート１０６内の上部における排気ガスの流速は、下部における排気ガスの流速よりも大きくなる。

図８（ｂ）に示すように、排気ガスの流速が大きい排気ポート１０６の上部においては、上側突条部１１０と１１１との間及び上側突条部１１０（１１１）と排気ポート１０６との間の間隔ｐ１１が、下側突条部１０７、１０８及び１０９の各間隔ｐ１２及び下側突条部１０８（１０９）と排気ポート１０６の内壁面との間の間隔ｐ１３よりも大きくなるように配置されている。

これにより、上側突条部１１０と１１１との間及び上側突条部１１０（１１１）と排気ポート１０６の内壁面との間を排気ガスが流れやすくなり、排気ガスの流速が低下するのが抑制されることとなる。また、排気ポート１０６の上部を流れる排気ガスの一部は、上側突条部１１０及び１１１により受け止められることにより、排気ポート６の上部における冷却性が確保される。

また、排気ポート１０６の内壁面の上部を流れる排気ガスのうち上側突条部１１０及び１１１に衝突した排気ガスは、上部から下部へ向かう流れとなる。この場合、図１０に示すように、上側突条部１１０及び１１１に衝突した排気ガスは、上部から下部に向かって放射状に剥離するようにして下部へと流れることとなる。

すなわち、図８（ｂ）及び図１０に示すように、下側突条部１０７（１０８、１０９）の上端部１０７ａ（１０８ａ、１０９ａ）が上側突条部１１０（１１１）の下端部１１０ａ（１１１ａ）よりも高い位置に配置されていることにより、上部から下部へと放射状に流れる排気ガスが下側突条部１０７、１０８及び１０９により逃がさずに捉えられることとなる。これにより、エンジン運転時（特に高回転時）における冷却性が確保される。

以上説明したように、第２実施形態によるシリンダヘッド１０１によれば、以下に列記するような効果が得られる。

第２実施形態では、上記のように、排気ポート１０６の内壁面の上部の上側突条部１１０及び１１１と、下部の下側突条部１０７、１０８及び１０９とを、排気ポート１０６の内壁面の上部と下部とを接続する方向（図８に示す突条部が突出するＡ方向）から見て重複しないように配置する。これにより、排気ポート１０６の内壁面の上部の上側突条部１１０及び１１１と、下部の下側突条部１０７、１０８及び１０９との位相（位置）をオフセットさせるように設置することにより、排気ポート１０６の内壁面の上部の上側突条部１１０及び１１１に衝突して下部に向かって放射状に流れるように剥離した排気ガスを排気ポート１０６の内壁面の下部の下側突条部１０７、１０８及び１０９により捉え易くなるので、排気ガスの冷却効率を向上することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、排気ポート１０６の内壁面の上部の上側突条部１１０及び１１１の間及び上側突条部１１０（１１１）と排気ポート１０６の内壁面との間の間隔ｐ１１を、排気ポート１０６の内壁面の下部の下側突条部１０７、１０８及び１０９の各間隔ｐ１２及び下側突条部１０８（１０９）と排気ポート１０６の内壁面との間の間隔ｐ１３よりも大きくする。これにより、排気ガスの流速が比較的大きい排気ポート１０６の上部側の間隔ｐ１１（ピッチ間）が大きくなるように突条部を設けることにより、排気ガスの流速が低下してしまう現象を抑制することができる。その一方で、排気ガスの流速が比較的小さい排気ポート１０６の下部側の間隔ｐ１２及び間隔ｐ１３（ピッチ間）が小さくなるように突条部を設置することにより、排気ポート１０６の下部の表面積が増大するので、排気ガスの冷却性能を向上することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、排気ポート１０６の内壁面の下部の下側突条部１０７、１０８及び１０９の突出寸法ｈ１１を、上部の上側突条部１１０及び１１１の高さｈ１２よりも大きくする。これにより、排気ポート１０６の内壁面の上部の上側突条部１１０及び１１１）から剥離した排気ガスを、下部の下側突条部１０７、１０８及び１０９により捉え易くなるので、排気ガスの冷却効率を確保することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、排気ポート１０６の内壁面の下部の下側突条部１０７（１０８、１０９）の上端部１０７ａ（１０８ａ、１０９ａ）を、上部の上側突条部１１０（１１１）の下端部１１０ａ（１１１ａ）よりも上部側に配置する。ここで、上部の上側突条部１１０（１１１）から剥離して下部に向かう排気ガスの流れは、上部から下部に向かって放射状に流れるので、下部の下側突条部１０７（１０８、１０９）の上端部１０７ａ（１０８ａ、１０９ａ）が上部の上側突条部１１０（１１１）の下端部１１０ａ（１１１ａ）よりも上部側に配置されることにより、下部に向かう排気ガスを逃がさずに捉えることができる。

−他の実施形態−
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記第１及び第２実施形態では、一つの気筒に、二つの吸気バルブと二つの排気バルブとを用いるタイプのシリンダヘッドに本発明を適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、一つの気筒に、二つ以外の数の吸気バルブと二つ以外の数の排気バルブとを用いるタイプのシリンダヘッドに本発明を適用することも可能である。

また、上記第１及び第２実施形態では、排気ポートの内壁面の下部に３つの下側突条部を設けるとともに、上部に２つの上側突条部を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、排気ポートの内壁面の下部に３つ以外の数の下側突条部を設けるとともに、上部に２つ以外の数の上側突条部を設けてもよい。

また、上記第１及び第２実施形態では、排気ポートの内壁面の下部の下側突条部の突出寸法を、排気ポートの内壁面の上部の上側突条部の突出寸法よりも大きくする例を示したが本発明はこれに限られない。例えば、排気ポートの内壁面の下部の下側突条部の突出寸法を、排気ポートの内壁面の上部の上側突条部の突出寸法よりも小さくしてもよい。

本発明は、排気ポートを備えるシリンダヘッドに好適に利用することが可能である。

１、１０１ シリンダヘッド
２ 気筒
４ 燃焼室
６、１０６ 排気ポート
６ａ、１０６ａ 排気ポートの第１上流部
６ｂ、１０６ｂ 排気ポートの第２上流部
６ｃ、１０６ｃ 排気ポートの下流部
６ｄ、１０６ｄ 集合起点（又は分岐起点）
７、１０７ 下側突条部
８、１０８ 下側突条部
９、１０９ 下側突条部
１０、１１０ 上側突条部
１１、１１１ 上側突条部

Claims (4)

1. 排気ポートの内壁面に前記排気ポートの排気流れ方向に延在する突条部を備えたシリンダヘッドであって、
   前記突条部は、前記排気ポートの内壁面の上部及び下部に設けられ、
   前記排気ポートの内壁面の上部及び下部に設けられた前記突条部は、前記排気ポートの内壁面の上部と下部とを接続する方向から見て重複しないように配置されていることを特徴とするシリンダヘッド。
2. 請求項１に記載のシリンダヘッドにおいて、
   前記突条部は、前記排気ポートの内壁面の上部及び下部のそれぞれに複数設けられ、
   前記排気ポートの内壁面の上部に設けられた前記複数の突条部間の間隔は、前記排気ポートの内壁面の下部に設けられた前記複数の突条部間の間隔よりも大きいことを特徴とするシリンダヘッド。
3. 請求項１又は２に記載のシリンダヘッドにおいて、
   前記排気ポートの内壁面の下部に設けられた前記突条部は、前記排気ポートの内壁面の下部から上部へ突出するように形成され、
   前記排気ポートの内壁面の上部に設けられた前記突条部は、前記排気ポートの内壁面の上部から下部へ突出するように形成され、
   前記排気ポートの内壁面の下部に設けられた前記突条部の高さは、前記排気ポートの内壁面の上部に設けられた前記突条部の高さよりも大きいことを特徴とするシリンダヘッド。
4. 請求項３に記載のシリンダヘッドにおいて、
   前記排気ポートの内壁面の下部に設けられた前記突条部の上端部は、前記排気ポートの内壁面の上部に設けられた前記突条部の下端部よりも上部側に配置されていることを特徴とするシリンダヘッド。

Images