JP2017193971A - シリンダヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】合計４つの吸・排気ポートによって囲まれる中央部に設けられるインジェクタ孔と点火プラグ孔の間に冷却水流路を設ける場合において、当該冷却水流路に冷却水を流すことのできる新たな構成を提供する。【解決手段】２番気筒の流路３２ａは１番気筒の流路３２ｂと繋がっており、２番気筒の流路３２ｂは３番気筒の流路３２ａと繋がっており、３番気筒の流路３２ｂは４番気筒の流路３２ｂと繋がっている。但し、２番気筒の流路３２ａが１番気筒の流路３２ｂと繋がる部分、および、３番気筒の流路３２ｂが４番気筒の流路３２ｂと繋がる部分には、連通流路１６の入口部が形成されている。また、２番気筒と３番気筒の排気側では流路３４ａと流路３４ｂが繋がっていない。２番気筒の流路３４ｂと３番気筒の流路３４ａの排気側の端部には、ガスケット１４の開口部が形成されている。【選択図】図２

Description

この発明は、シリンダヘッドに関し、より詳細には、４バルブ方式のエンジンに適用されるシリンダヘッドに関する。

特開２００３−１８４６４４号公報には、上下２段に分離形成された冷却水流路を備える４バルブ方式のエンジンのシリンダヘッドが開示されている。このシリンダヘッドの冷却水流路は、シリンダブロックの冷却水流路からの冷却水を、下段流路、上段流路の順に流すように構成されている。下段流路は、具体的に、２つの排気ポート間に設けられてシリンダブロックの冷却水流路からの冷却水が流入する入口部と、当該排気ポート間に設けられて当該入口部からの冷却水が流入するポート間流路と、合計４つのポートによって囲まれる中央部に形成されるインジェクタ孔の周囲に設けられて当該ポート間流路からの冷却水が流入する２本の第１分流路と、排気ポートと吸気ポートとの間に形成されて当該第１分岐流路の何れかからの冷却水が流入する２本の第２分流路と、当該第２分流路からの冷却水を上段流路に送り出す２つの出口部と、を備えている。

特開２００３−１８４６４４号公報 特開平０９−０２１３４８号公報

ところで、上記公報の構成においてインジェクタ孔に隣接して点火プラグ孔を設けた場合は、爆発中心とインジェクタの先端部との距離が短くなることから、インジェクタの先端部の熱害や、当該先端部へのデポジットの堆積が起こり易くなる。また、インジェクタ孔と点火プラグ孔を隣接配置すれば、合計４つの吸・排気ポートの中央部の狭い部位に大きな２つの孔が形成されることから、これらの２つの孔の間の薄肉部では高温疲労破壊も起こり易くなる。故に、インジェクタ孔と点火プラグ孔を隣接配置する場合は、これらの２つの孔の間の薄肉部の内部にも冷却水流路を設けて、上述したインジェクタの先端部や当該薄肉部を十分に冷却することが望ましい。

しかし、上記公報の構成において、インジェクタ孔よりも排気ポート側に点火プラグ孔を設けた場合は、これらの２つの孔の間の冷却水流路が、２つの排気ポート間に設けられるポート間流路に対して法線方向に位置することになる。インジェクタ孔よりも吸気ポート側に点火プラグ孔を設けた場合も同様であり、これらの２つの孔の間の冷却水流路が、２つの排気ポート間に設けられるポート間流路に対して法線方向に位置することになる。ところが、上記公報の構成では、下段流路の出口部が第２分岐流路と対になって設けられているため、インジェクタ孔と点火プラグ孔の間の冷却水流路の前後に差圧が生じない。このため、第１分流路から第２分岐流路に流入した冷却水が下段流路の出口部に向かってしまう。つまり、第１分流路から第２分岐流路に流入した冷却水を、インジェクタ孔と点火プラグ孔の間の冷却水流路に流すことができない。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、合計４つの吸・排気ポートによって囲まれる中央部に設けられるインジェクタ孔と点火プラグ孔の間に冷却水流路を設ける場合において、当該冷却水流路に冷却水を流すことのできる新たな構成を提供することにある。

本発明に係るシリンダヘッドは、２つずつ形成された吸気ポートおよび排気ポートと、前記吸気ポートと前記排気ポートによって囲まれる中央部に形成されたインジェクタ孔および点火プラグ孔と、前記吸気ポート、前記排気ポート、前記インジェクタ孔および前記点火プラグ孔の周囲に少なくとも形成されてシリンダブロックの冷却水流路からの冷却水が流入する下段流路と、前記下段流路からの冷却水が流入する上段流路と、から構成される二段流路を気筒間に共通して備えている。前記下段流路は、前記吸気ポートの間または前記排気ポートの間に設けられて前記冷却水流路からの冷却水が流入する第１流路と、前記吸気ポートと前記点火プラグ孔との間、または、前記排気ポートと前記点火プラグ孔との間にそれぞれ設けられて前記第１流路からの冷却水が流入する２本の第２流路と、前記第１流路が設けられたポートとは反対側の前記吸気ポートの間または前記排気ポートの間に設けられて前記冷却水流路からの冷却水が流入する第３流路と、前記吸気ポートと前記インジェクタ孔との間、または、前記排気ポートと前記インジェクタ孔との間にそれぞれ設けられて前記第３流路からの冷却水が流入する２本の第４流路と、前記排気ポートと前記吸気ポートの間に設けられて前記第２流路および前記第４流路からの冷却水が流入する２本の第５流路と、前記点火プラグ孔と前記インジェクタ孔との間に設けられて前記第２流路、前記第４流路および前記第５流路と連通する第６流路と、前記吸気ポートの吸気側または前記排気ポートの排気側に設けられて前記第５流路からの冷却水がそれぞれ流入する２本の第７流路と、前記第７流路が設けられたポートとは反対側の前記吸気ポートの吸気側または前記排気ポートの排気側に設けられて前記冷却水流路からの冷却水が流入する２本の第８流路と、を気筒毎に備えている。
本発明に係るシリンダヘッドは、前記上段流路と前記下段流路を連通する連通流路の入口部が、隣り合う２気筒の合計４本の前記第５流路のうちの内側に位置する２本が繋がる部分、または、隣り合う２気筒の合計４本の前記第５流路のうちの外側に位置する２本に設けられており、更に、前記連通流路の入口部が前記隣り合う２気筒の合計４本の前記第５流路のうちの内側に位置する２本が繋がる部分に設けられる場合であって、前記第５流路のうちの残りの２本の何れかが前記隣り合う２気筒とは別の気筒の前記第５流路と隣り合うときは、前記別の気筒の前記第５流路と隣り合う前記第５流路が属する気筒において前記第７流路同士の連通が排気側において遮断され、尚且つ、前記第５流路が属する気筒の前記第７流路のうちの前記別の気筒の前記第５流路と隣り合う前記第５流路からの冷却水が流入する前記第７流路に前記冷却水流路からの冷却水が流入するように構成され、前記連通流路の入口部が前記隣り合う２気筒の合計４本の前記第５流路のうちの外側に位置する２本が繋がる部分に設けられる場合は、前記隣り合う２気筒のそれぞれにおいて前記第７流路同士の連通が排気側において遮断され、尚且つ、前記第５流路のうちの残りの２本からの冷却水が流入する前記第７流路に前記冷却水流路からの冷却水が流入するように構成されていることを特徴としている。

本発明に係るシリンダヘッドでは、上段流路と下段流路を連通する連通流路の入口部が、隣り合う２気筒の合計４本の第５流路のうちの内側に位置する２本が繋がる部分、または、隣り合う２気筒の合計４本の第５流路のうちの外側に位置する２本に設けられる。合計４本の第５流路のうちの内側に位置する２本が繋がる部分に連通流路の入口部が設けられていれば、隣り合う２気筒に流入した冷却水が何れも当該部分の入口部に向かうことになる。そのため、隣り合う２気筒の両方において、外側に位置する第５流路から内側に位置する第５流路に向かう流れを第６流路に生じさせることができる。また、合計４本の第５流路のうちの外側に位置する２本に連通流路の入口部が設けられていれば、隣り合う２気筒に流入した冷却水が、各気筒の外側に位置する入口部にそれぞれ向かうことになる。そのため、隣り合う２気筒の両方において、内側に位置する第５流路から外側に位置する第５流路に向かう流れを第６流路に生じさせることができる。よって、本発明に係るシリンダヘッドによれば、第６流路に冷却水を流すことができ、点火プラグ孔とインジェクタ孔の間の薄肉部を十分に冷却することができる。

また、本発明に係るシリンダヘッドでは、連通流路の入口部が隣り合う２気筒の合計４本の第５流路のうちの内側に位置する２本が繋がる部分に設けられる場合であって、当該第５流路のうちの残りの２本の何れかが当該隣り合う２気筒とは別の気筒の第５流路と隣り合うとき（第１の場合）は、当該別の気筒の第５流路と隣り合う第５流路が属する気筒において第７流路同士の連通が排気側において遮断され、尚且つ、当該第５流路が属する気筒の前記第７流路のうちの当該別の気筒の第５流路と隣り合う第５流路からの冷却水が流入する第７流路にも冷却水流路からの冷却水が流入するように構成される。
一方、連通流路の入口部が隣り合う２気筒の合計４本の第５流路のうちの外側に位置する２本が繋がる部分に設けられる場合（第２の場合）は、当該隣り合う２気筒のそれぞれにおいて第７流路同士の連通が排気側において遮断され、尚且つ、当該第５流路のうちの残りの２本からの冷却水が流入する第７流路にも冷却水流路からの冷却水が流入するように構成される。上記第１の場合および第２の場合は何れも、連通流路の入口部の位置に関する特定の条件を満たす気筒がある場合に、当該気筒に属する２本の第７流路同士の連通を遮断するものである。特定の条件を満たす気筒に属する２本の第７流路同士の連通を遮断すれば、当該気筒の第６流路で隔てられた２本の第５流路の圧力差を高めることができるので、当該気筒の第６流路での冷却水の流れを促進することができる。また、上記第１の場合および第２の場合は何れも、特定の条件を満たす気筒に属する第５流路から冷却水が流入する第７流路に、冷却水流路からの冷却水を流入させるものである。特定の条件を満たす気筒に属する第５流路から冷却水が流入する第７流路に冷却水流路からの冷却水を流入させれば、遮断により生じる冷却水の停留を避けることもできる。

本発明の各実施の形態に係るシリンダヘッドが適用されるエンジンの冷却水流路の構成を説明する図である。 本発明の実施の形態１の下段ウォータージャケット１０の構成を説明する図である。 本発明の実施の形態２の下段ウォータージャケット５０の構成を説明する図である。 本発明の実施の形態３の下段ウォータージャケット６０の構成を説明する図である。 本発明の実施の形態４の下段ウォータージャケット７０の構成を説明する図である。 本発明の実施の形態５の下段ウォータージャケット８０の構成を説明する図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
先ず、図１乃至図２を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。

［冷却水流路の構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１に係るシリンダヘッドが適用されるエンジンの冷却水流路の構成を説明する図である。図１に示すエンジン２は、４バルブ方式の直列４気筒ガソリンエンジンであり、デュアルインジェクションシステムとＥＧＲシステムとを備えているものとする。エンジン２は、シリンダブロック４と、シリンダブロック４の上部に設けられるシリンダヘッド６と、を備えている。シリンダブロック４は、ピストンが挿入されるシリンダ壁と、シリンダ壁を囲む外壁とを備えており、これらの壁の間に形成される空間がシリンダブロック４のウォータージャケット（以下「ブロックＷ／Ｊ」ともいう。）８に相当している。

シリンダヘッド６の内部には、上下２段に分離されたウォータージャケット１０，１２が形成されている。下段ウォータージャケット（以下「下段Ｗ／Ｊ」ともいう。）１０は、シリンダブロック４とシリンダヘッド６の間に挿入されるガスケット１４の所定位置に形成される開口部を介してブロックＷ／Ｊ８と連通している。上段ウォータージャケット（以下「上段Ｗ／Ｊ」ともいう。）１２は、連通流路１６を介して下段Ｗ／Ｊ１０と連通している。ガスケット１４の開口部は、３箇所設けられる２つの気筒と４箇所設けられる２つの気筒があり、エンジン２の全体で１４箇所設けられている。また、連通流路１６はエンジン２の全体で２本設けられている。ガスケット１４の開口部と連通流路１６の詳細については後述する。

図１に示すウォーターポンプ（Ｗ／Ｐ）が駆動されると、ブロックＷ／Ｊ８に冷却水が送られる。ブロックＷ／Ｊ８に流入した冷却水は、ここから下段Ｗ／Ｊ１０およびオイルクーラに送られる。また、下段Ｗ／Ｊ１０に流入した冷却水は、ここから上段Ｗ／Ｊ１２およびＥＧＲクーラに送られる。また、上段Ｗ／Ｊ１２に流入した冷却水は、ここからラジエータに送られる。オイルクーラ、ＥＧＲクーラ、ラジエータに流入した冷却水は、再びウォーターポンプに流入する。このように冷却水が流れることで、エンジン２の本体、エンジンオイル、ＥＧＲガスまたは外気と、冷却水との間で熱交換が行われる。

［実施の形態１の下段Ｗ／Ｊの構成の説明］
図２は、本発明の実施の形態１の下段Ｗ／Ｊ１０の構成を説明する図である。この図に描かれる下段Ｗ／Ｊ１０は、図１のシリンダヘッド６から該当部分を抜き出したものである。図２に示す下段Ｗ／Ｊ１０は、各気筒の中央部に形成される点火プラグ孔２０の周囲、点火プラグ孔２０に隣接して形成されるインジェクタ孔２２の周囲、インジェクタ孔２２に隣接して形成される吸気ポート２４ａ，２４ｂの周囲、および、吸気ポート２４ａ，２４ｂの反対側において点火プラグ孔２０に隣接して形成される排気ポート２６ａ，２６ｂの周囲に張り巡らされている。

より詳細に述べると、下段Ｗ／Ｊ１０は、排気ポート２６ａ，２６ｂの間に形成された流路２８を気筒毎に備えている。流路２８は、ガスケット１４の開口部と連通するだけでなく、排気ポート２６ａと点火プラグ孔２０との間に形成された流路３０ａや、排気ポート２６ｂと点火プラグ孔２０との間に形成された流路３０ｂとも連通している。流路３０ａは、排気ポート２６ａと吸気ポート２４ａとの間に形成された流路３２ａと連通している。同様に、流路３０ｂは、排気ポート２６ｂと吸気ポート２４ｂとの間に形成された流路３２ｂと連通している。流路３２ａは排気ポート２６ａの外側に形成された流路３４ａと連通し、同じく流路３２ｂは排気ポート２６ｂの外側に形成された流路３４ｂと連通している。

また、下段Ｗ／Ｊ１０は、吸気ポート２４ａ，２４ｂの間に形成された流路３６を気筒毎に備えている。流路３６は、吸気ポート２４ａとインジェクタ孔２２との間に形成された流路３８ａと、吸気ポート２４ｂとインジェクタ孔２２との間に形成された流路３８ｂと連通している。流路３８ａは流路３０ａ同様に流路３２ａと連通しており、流路３８ｂは流路３０ｂ同様に流路３２ｂと連通している。加えて流路３８ａ，３８ｂは、インジェクタ孔２２と点火プラグ孔２０の間に形成された流路４０にも連通している。因みに流路４０は、流路３８ａ，３８ｂだけでなく流路３０ａ，３０ｂ，３２ａ，３２ｂとも連通している。そして、流路３２ａは吸気ポート２４ａの外側に形成された流路４２ａと連通し、同じく流路３２ｂは吸気ポート２４ｂの外側に形成された流路４２ｂと連通している。

図２に示す「＃１」〜「＃４」はエンジンの気筒番号に対応しており、１番気筒〜４番気筒に形成される流路は基本的に共通する。また、２番気筒の流路３２ａは１番気筒の流路３２ｂと繋がっており、２番気筒の流路３２ｂは３番気筒の流路３２ａと繋がっており、３番気筒の流路３２ｂは４番気筒の流路３２ｂと繋がっている。但し、２番気筒の流路３２ａが１番気筒の流路３２ｂと繋がる部分、および、３番気筒の流路３２ｂが４番気筒の流路３２ｂと繋がる部分には、連通流路１６の入口部が形成されており、一方、２番気筒の流路３２ｂが３番気筒の流路３２ａと繋がる部分にはこのような入口部は形成されていない。このような入口部は、１番気筒の流路３２ａや４番気筒の流路３２ｂにも形成されていない。

また、１番気筒と４番気筒の排気側では流路３４ａと流路３４ｂが繋がっている。一方、２番気筒と３番気筒の排気側では流路３４ａと流路３４ｂが繋がっておらず、その代わり、当該排気側では２番気筒の流路３４ａが３番気筒の流路３４ｂと繋がっている。また、２番気筒の流路３４ｂと３番気筒の流路３４ａの排気側の端部には、ガスケット１４の開口部が形成されている。

図２に矢印で示す冷却水の流れを説明すると次のとおりである。すなわち、ガスケット１４の開口部から各気筒の流路２８に流入した冷却水は、流路２８から流路３０ａ，３０ｂに流入する。流路３０ａに流入した冷却水は流路３２ａに流入し、流路３０ｂに流入した冷却水は流路３２ｂに流入する。また、ガスケット１４の開口部から２番気筒の流路３４ｂに流入した冷却水、および、ガスケット１４の開口部から３番気筒の流路３４ａに流入した冷却水は、２番気筒の流路３２ｂまたは３番気筒の流路３２ａに流入する。また、ガスケット１４の開口部は流路４２ａ，４２ｂにも形成されている。ガスケット１４の開口部から流路４２ａに流入した冷却水は、流路４２ａから直接流路３２ａに流入し、または、流路４２ａから流路３６，３８ａを経由して流路３２ａに流入する。同様に、ガスケット１４の開口部から流路４２ｂに流入した冷却水は、流路４２ｂから直接流路３２ｂに流入し、または、流路４２ｂから流路３６，３８ｂを経由して流路３２ｂに流入する。

因みに、ガスケット１４の開口部から各気筒の流路２８に流入させる冷却水と、ガスケット１４の開口部から２番気筒の流路３４ｂに流入した冷却水と、ガスケット１４の開口部から３番気筒の流路３４ａに流入した冷却水と、ガスケット１４の開口部から各気筒の流路４２ａ，４２ｂに流入させる冷却水とでは、流入させる冷却水量において異なる。具体的に、ガスケット１４の開口部から流路２８に流入させる冷却水量は、ガスケット１４の開口部からその他の流路（すなわち、２番気筒の流路３４ｂ、３番気筒の流路３４ａ、各気筒の流路４２ａ，４２ｂ）に流入させる冷却水量よりも多くされている。このため、下段Ｗ／Ｊ１０に冷却水を流すと、ガスケット１４の開口部から流路２８に流入した冷却水による主冷却と、その他の流路に流入した冷却水による副冷却とが行われる。

ここで、２番気筒の流路３２ａに流入した冷却水は、最寄りの連通流路１６の入口部、つまり、１番気筒の流路３２ｂと２番気筒の流路３２ａが繋がる部分に形成された連通流路１６の入口部に向かう。２番気筒の流路３２ｂに流入した冷却水も最寄りの入口部に向かうことになる。但し、２番気筒の流路３２ｂと３番気筒の流路３２ａが繋がる部分には連通流路１６の入口部が形成されていないことから、２番気筒の流路３２ｂに流入した冷却水は、同気筒の流路３２ａに流入した冷却水が向かう連通流路１６の入口部、つまり、１番気筒の流路３２ｂと２番気筒の流路３２ａが繋がる部分に形成された連通流路１６の入口部に向かうことになる。

２番気筒を例として説明した流路３２ａ，３２ｂから連通流路１６の入口部に向かう冷却水の流れは、１番気筒、３番気筒および４番気筒においても同様である。すなわち、１番気筒の流路３２ａ，３２ｂに流入した冷却水は、何れも１番気筒の流路３２ｂと２番気筒の流路３２ａが繋がる部分に形成された連通流路１６の入口部に向かう。また、３番気筒の流路３２ａ，３２ｂに流入した冷却水は、３番気筒の流路３２ｂと４番気筒の流路３２ａが繋がる部分に形成された連通流路１６の入口部に向かう。また、４番気筒の流路３２ａ，３２ｂに流入した冷却水は、何れも３番気筒の流路３２ｂと４番気筒の流路３２ａが繋がる部分に形成された連通流路１６の入口部に向かう。

このように、ガスケット１４の開口部から１番気筒および２番気筒の流路３２ａ，３２ｂに流入した冷却水は、１番気筒の流路３２ｂと２番気筒の流路３２ａが繋がる部分に形成された連通流路１６の入口部に向かう。また、ガスケット１４の開口部から３番気筒の流路３２ａ，３２ｂまたは４番気筒の流路３２ａ，３２ｂに流入した冷却水は、３番気筒の流路３２ｂと４番気筒の流路３２ａが繋がる部分に形成された連通流路１６の入口部に向かう。

そして、１番気筒の流路３２ａまたは２番気筒の流路３２ｂから連通流路１６の入口部に向かう冷却水の流れが生じることで、１番気筒の流路４０では流路３２ａから流路３２ｂに向かう冷却水の流れを生じさせることができ、２番気筒の流路４０では逆方向の冷却水の流れを生じさせることができる。また、３番気筒の流路３２ａまたは４番気筒の流路３２ｂから連通流路１６の入口部に向かう冷却水の流れが生じることで、３番気筒の流路４０では流路３２ａから流路３２ｂに向かう冷却水の流れ（すなわち、１番気筒の流路４０での冷却水の流れの方向と同方向の冷却水の流れ）を生じさせ、４番気筒の流路４０では逆方向の冷却水の流れ（すなわち、２番気筒の流路４０での冷却水の流れの方向と同方向の冷却水の流れ）を生じさせることができる。

上述したように、インジェクタ孔と点火プラグ孔を隣接配置する場合は、これらの２つの孔の間の冷却水流路、つまり、図２の流路４０に冷却水を如何にして流すかが重要となる。特に、吸気ポート２４ａ，２４ｂに設けたインジェクタからの噴射（ポート噴射）と、インジェクタ孔２２に設けたインジェクタからの噴射（筒内噴射）とを組み合わせたデュアルインジェクションを行うエンジンでは、インジェクタ孔２２に設けたインジェクタの先端部の熱害や、当該先端部へのデポジットの堆積が起こり易くなる。というのも、筒内噴射を行うときは自ら噴射する燃料によって先端部を保護できるが、ポート噴射を行うときはこの保護効果が小さくなるためである。また、４バルブ方式のエンジンでは、合計４つの吸・排気ポートの中央部の狭い部位にインジェクタ孔と点火プラグ孔を設けると、これらの２つの孔の間は必然的に薄くなるので、高温疲労破壊が起こり易くなる。

この点、本実施の形態１では、１番気筒の流路３２ｂと２番気筒の流路３２ａが繋がる部分、および、３番気筒の流路３２ｂと４番気筒の流路３２ａが繋がる部分に連通流路１６の入口部を形成したので、各気筒の流路４０の流路３２ａ側と流路３２ｂ側との間に圧力差を生じさせて、流路４０に冷却水を流すことができる。従って、本実施の形態１によれば、点火プラグ孔２０とインジェクタ孔２２の間の薄肉部を十分に冷却することが可能となる。よって、上述した不具合の発生を良好に抑制することができる。

加えて本実施の形態１では、２番気筒の排気側では流路３４ａと流路３４ｂが繋がっていないので、両流路が繋がっていれば流れたであろう冷却水の分だけ、２番気筒の流路４０の流路３２ｂ側の圧力を流路３２ａ側よりも高めることができる。同様に、３番気筒の排気側でも流路３４ａと流路３４ｂが繋がっていないので、両流路が繋がっていれば流れたであろう冷却水の分だけ、３番気筒の流路４０の流路３２ａ側の圧力を流路３２ｂ側よりも高めることができる。よって２番気筒と３番気筒では、流路４０の流路３２ａ側と流路３２ｂ側との間に生じる圧力差をより大きくすることもできる。従って、本実施の形態１によれば、２番気筒と３番気筒の点火プラグ孔２０とインジェクタ孔２２の間の薄肉部を十分に冷却することも可能となる。

更に本実施の形態１では、２番気筒の流路３４ｂと３番気筒の流路３４ａの排気側の端部にガスケット１４の開口部が形成されているので、上述した２番気筒および３番気筒の排気側での流路遮断に伴いこれらの流路において冷却水の停留が生じることを避けることもできる。

実施の形態２．
次に、図３を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
なお、本実施の形態２に係るシリンダヘッドが適用されるエンジンの冷却水流路の基本的な構成は図１と共通するため、これについての説明は省略する。

［実施の形態２の下段Ｗ／Ｊの構成の説明］
図３は、本発明の実施の形態２の下段Ｗ／Ｊ５０の構成を説明する図である。この図に示す下段Ｗ／Ｊ５０は、図２で説明した下段Ｗ／Ｊ１０と連通流路１６の入口部の位置、流路３４ａと流路３４ｂが繋がる位置、および、ガスケット１４の開口部の位置において異なる。具体的に述べると、下段Ｗ／Ｊ５０の連通流路１６の入口部は、１番気筒の流路３２ａ、２番気筒の流路３２ｂが３番気筒の流路３２ａと繋がる部分、および、４番気筒の流路３２ｂの合計３箇所に形成されている。一方、１番気筒の流路３２ｂが２番気筒の流路３２ａと繋がる部分、および、３番気筒の流路３２ｂが４番気筒の流路３２ａと繋がる部分には、このような入口部は形成されていない。つまり、下段Ｗ／Ｊ５０と図２で説明した下段Ｗ／Ｊ１０では、連通流路１６の入口部を形成する位置と形成しない位置の関係が逆転している。

また、各気筒の排気側では流路３４ａと流路３４ｂが繋っておらず、その代わり、当該排気側では１番気筒の流路３４ａが４番気筒の流路３４ｂと繋がっている。また、１番気筒と３番気筒の流路３４ｂの排気側の端部、および、２番気筒と４番気筒の流路３４ａの排気側の端部には、ガスケット１４の開口部が合計４箇所に形成されている。つまり、下段Ｗ／Ｊ５０と図２で説明した下段Ｗ／Ｊ１０では、流路３４ａと流路３４ｂが繋がっている位置と繋がっていない位置の関係、および、ガスケット１４の開口部を形成する位置と形成しない位置の関係（但し、下段Ｗ／Ｊ５０の長手方向の両端に位置する１番気筒の流路３４ａと４番気筒の流路３４ｂを除く）が逆転している。

下段Ｗ／Ｊ５０の連通流路１６の入口部が図３の如く形成されている場合は、各気筒において次のような冷却水の流れが生じる。すなわち、ガスケット１４の開口部から１番気筒の流路３２ａ，３２ｂに流入した冷却水は、１番気筒の流路３２ａに形成された連通流路１６の入口部に向かう。また、ガスケット１４の開口部から２番気筒または３番気筒の流路３２ａ，３２ｂに流入した冷却水は、２番気筒の流路３２ｂと３番気筒の流路３２ａが繋がる部分に形成された連通流路１６の入口部に向かう。また、ガスケット１４の開口部から４番気筒の流路３２ａ，３２ｂに流入した冷却水は、４番気筒の流路３２ａに形成された連通流路１６の入口部に向かう。

そして、１番気筒の流路３２ａから連通流路１６の入口部に向かう冷却水の流れが生じることで、１番気筒の流路４０では流路３２ｂから流路３２ａに向かう冷却水の流れを生じさせることができる。また、２番気筒の流路３２ａまたは３番気筒の流路３２ｂから連通流路１６の入口部に向かう冷却水の流れが生じることで、２番気筒の流路４０では流路３２ａから流路３２ｂに向かう冷却水の流れを生じさせることができ、３番気筒の流路４０では逆方向の冷却水の流れ（すなわち、１番気筒の流路４０での冷却水の流れの方向と同方向の冷却水の流れ）を生じさせることができる。また、４番気筒の流路３２ａから連通流路１６の入口部に向かう冷却水の流れが生じることで、４番気筒の流路４０では流路３２ａから流路３２ｂに向かう冷却水の流れ（すなわち、２番気筒の流路４０での冷却水の流れの方向と同方向の冷却水の流れ）を生じさせることができる。

また、下段Ｗ／Ｊ５０の各気筒の排気側の流路遮断部が図３の如く形成されていることで、流路遮断部が無ければ流れたであろう冷却水の分だけ、各気筒の流路４０の流路３２ａと流路３２ｂとの間に生じる圧力差を高めることができる。従って、流路４０で生じる冷却水の流れを促進することができる。また、１番気筒と３番気筒の流路３４ｂの排気側の端部、および、２番気筒と４番気筒の流路３２ａの排気側の端部にガスケット１４の開口部が形成されていることで、これらの流路において冷却水の停留が生じることを避けることもできる。

以上のことから、本実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
次に、図４を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
なお、本実施の形態３に係るシリンダヘッドが適用されるエンジンは、直列３気筒エンジンである点において上記実施の形態１に係るシリンダヘッドが適用されるエンジンと異なるものの、エンジンの冷却水流路の基本的な構成は図１と共通するため、これについての説明は省略する。

［実施の形態３の下段Ｗ／Ｊの構成の説明］
図４は、本発明の実施の形態３の下段Ｗ／Ｊ６０の構成を説明する図である。この図に示す下段Ｗ／Ｊ６０は、図３で説明した下段Ｗ／Ｊ５０から４番気筒を省いたウォータージャケットに相当する。下段Ｗ／Ｊ６０の連通流路１６の入口部について具体的に述べると次のとおりである。すなわち、下段Ｗ／Ｊ６０の連通流路１６の入口部は、１番気筒の流路３２ａ、および、２番気筒の流路３２ｂが３番気筒の流路３２ａと繋がる部分の合計２箇所に形成されている。一方、１番気筒の流路３２ｂが２番気筒の流路３２ａと繋がる部分には、このような入口部は形成されていない。

また、３番気筒の排気側では流路３４ａと流路３４ｂが繋がっている。一方、１番気筒と２番気筒の排気側では流路３４ａと流路３４ｂが繋っておらず、その代わり、当該排気側では１番気筒の流路３４ａが２番気筒の流路３４ｂと繋がっている。また、１番気筒の流路３４ｂと２番気筒の流路３４ａの排気側の端部には、ガスケット１４の開口部が形成されている。

下段Ｗ／Ｊ６０の連通流路１６の入口部が図４の如く形成されている場合は、各気筒において次のような冷却水の流れが生じる。すなわち、ガスケット１４の開口部から１番気筒の流路３２ａ，３２ｂに流入した冷却水は、１番気筒の流路３２ａに形成された連通流路１６の入口部に向かう。また、ガスケット１４の開口部から２番気筒または３番気筒の流路３２ａ，３２ｂに流入した冷却水は、２番気筒の流路３２ｂと３番気筒の流路３２ａが繋がる部分に形成された連通流路１６の入口部に向かう。

そして、１番気筒の流路３２ａから連通流路１６の入口部に向かう冷却水の流れが生じることで、１番気筒の流路４０では流路３２ｂから流路３２ａに向かう冷却水の流れを生じさせることができる。また、２番気筒の流路３２ａまたは３番気筒の流路３２ｂから連通流路１６の入口部に向かう冷却水の流れが生じることで、２番気筒の流路４０では流路３２ａから流路３２ｂに向かう冷却水の流れ（すなわち、１番気筒の流路４０での冷却水の流れの方向と逆方向の冷却水の流れ）を生じさせることができ、３番気筒の流路４０に逆方向の冷却水の流れ（すなわち、１番気筒の流路４０での冷却水の流れの方向と同方向の冷却水の流れ）を生じさせることができる。

また、下段Ｗ／Ｊ６０の各気筒の排気側の流路遮断部が図４の如く形成されていることで、流路遮断部が無ければ流れたであろう冷却水の分だけ、１番気筒と２番気筒の流路４０の流路３２ａと流路３２ｂとの間に生じる圧力差を高めることができる。従って、流路４０で生じる冷却水の流れを促進することができる。また、１番気筒の流路３４ｂと２番気筒の流路３４ａの排気側の端部にガスケット１４の開口部が形成されていることで、これらの流路において冷却水の停留が生じることを避けることもできる。

以上のことから、本実施の形態３によれば、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態４．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
なお、本実施の形態４に係るシリンダヘッドが適用されるエンジンは、直列３気筒エンジンである点において上記実施の形態１に係るシリンダヘッドが適用されるエンジンと異なるものの、エンジンの冷却水流路の基本的な構成は図１と共通するため、これについての説明は省略する。

［実施の形態４の下段Ｗ／Ｊの構成の説明］
図５は、本発明の実施の形態４の下段Ｗ／Ｊ７０の構成を説明する図である。この図に示す下段Ｗ／Ｊ７０は、図２で説明した下段Ｗ／Ｊ１０から４番気筒を省いたウォータージャケットに相当する。下段Ｗ／Ｊ７０の連通流路１６の入口部について具体的に述べると次のとおりである。すなわち、下段Ｗ／Ｊ７０の連通流路１６の入口部は、１番気筒の流路３２ｂが２番気筒の流路３４ａと繋がる部分、および、３番気筒の流路３４ｂの合計２箇所に形成されている。一方、１番気筒の流路３２ａ、および、２番気筒の流路３２ｂが３番気筒の流路３２ａと繋がる部分には、このような入口部は形成されていない。

また、１番気筒の排気側では流路３４ａと流路３４ｂが繋がっている。一方、２番気筒と３番気筒の排気側では流路３４ａと流路３４ｂが繋っておらず、その代わり、当該排気側では２番気筒の流路３４ａが３番気筒の流路３４ｂと繋がっている。また、２番気筒の流路３４ｂと３番気筒の流路３４ａの排気側の端部には、ガスケット１４の開口部が形成されている。

下段Ｗ／Ｊ７０の連通流路１６の入口部が図５の如く形成されている場合は、各気筒において次のような冷却水の流れが生じる。すなわち、ガスケット１４の開口部から１番気筒および２番気筒の流路３２ａ，３２ｂに流入した冷却水は、１番気筒の流路３２ｂと２番気筒の流路３２ａが繋がる部分に形成された連通流路１６の入口部に向かう。また、ガスケット１４の開口部から３番気筒の流路３２ａ，３２ｂに流入した冷却水は、３番気筒の流路３２ｂに形成された連通流路１６の入口部に向かう。

そして、１番気筒の流路３２ａまたは２番気筒の流路３２ｂから連通流路１６の入口部に向かう冷却水の流れが生じることで、１番気筒の流路４０では流路３２ａから流路３２ｂに向かう冷却水の流れを生じさせることができ、２番気筒の流路４０では逆方向の冷却水の流れを生じさせることができる。また、３番気筒の流路３２ａから連通流路１６の入口部に向かう冷却水の流れが生じることで、３番気筒の流路４０では１番気筒の流路４０での冷却水の流れの方向と同方向の冷却水の流れを生じさせることができる。

また、下段Ｗ／Ｊ７０の各気筒の排気側の流路遮断部が図５の如く形成されていることで、流路遮断部が無ければ流れたであろう冷却水の分だけ、２番気筒と３番気筒の流路４０の流路３２ａと流路３２ｂとの間に生じる圧力差を高めることができる。従って、流路４０で生じる冷却水の流れを促進することができる。また、２番気筒の流路３４ｂと３番気筒の流路３４ａの排気側の端部にガスケット１４の開口部が形成されていることで、これらの流路において冷却水の停留が生じることを避けることもできる。

以上のことから、本実施の形態４によれば、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態５．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
なお、本実施の形態５に係るシリンダヘッドが適用されるエンジンは、直列２気筒エンジンである点において上記実施の形態１に係るシリンダヘッドが適用されるエンジンと異なるものの、エンジンの冷却水流路の基本的な構成は図１と共通するため、これについての説明は省略する。

［実施の形態５の下段Ｗ／Ｊの構成の説明］
図６は、本発明の実施の形態６の下段Ｗ／Ｊ８０の構成を説明する図である。この図に示す下段Ｗ／Ｊ８０は、図３で説明した下段Ｗ／Ｊ５０から３番気筒および４番気筒を省いたウォータージャケットに相当する。下段Ｗ／Ｊ８０の連通流路１６の入口部について具体的に述べると次のとおりである。すなわち、下段Ｗ／Ｊ８０の連通流路１６の入口部は、１番気筒の流路３２ａおよび２番気筒の流路３４ｂに形成されている。一方、１番気筒の流路３２ｂが２番気筒の流路３２ａと繋がる部分には、このような入口部は形成されていない。

また、１番気筒と２番気筒では流路３４ａと流路３４ｂが繋っておらず、その代わり、当該排気側では１番気筒の流路３４ａが２番気筒の流路３４ｂと繋がっている。また、１番気筒の流路３４ｂと２番気筒の流路３４ａの排気側の端部には、ガスケット１４の開口部が形成されている。

下段Ｗ／Ｊ８０の連通流路１６の入口部が図６の如く形成されている場合は、各気筒において次のような冷却水の流れが生じる。すなわち、ガスケット１４の開口部から１番気筒の流路３２ａ，３２ｂに流入した冷却水は、１番気筒の流路３２ａに形成された連通流路１６の入口部に向かう。また、ガスケット１４の開口部から２番気筒の流路３２ａ，３２ｂに流入した冷却水は、２番気筒の流路３２ｂに形成された連通流路１６の入口部に向かう。そして、１番気筒の流路３２ｂから連通流路１６の入口部に向かう冷却水の流れが生じることで、１番気筒の流路４０に流路３２ｂから流路３２ａに向かう冷却水の流れを生じさせることができる。また、２番気筒の流路３２ａから連通流路１６の入口部に向かう冷却水の流れが生じることで、２番気筒の流路４０に流路３２ａから流路３２ｂに向かう冷却水の流れ（すなわち、１番気筒の流路４０での冷却水の流れの方向と逆方向の冷却水の流れ）を生じさせることができる。

また、下段Ｗ／Ｊ８０の各気筒の排気側の流路遮断部が図６の如く形成されていることで、流路遮断部が無ければ流れたであろう冷却水の分だけ、１番気筒と２番気筒の流路４０の流路３２ａと流路３２ｂとの間に生じる圧力差を高めることができる。従って、流路４０で生じる冷却水の流れを促進することができる。また、１番気筒の流路３４ｂと２番気筒の流路３４ａの排気側の端部にガスケット１４の開口部が形成されていることで、これらの流路において冷却水の停留が生じることを避けることもできる。

以上のことから、本実施の形態６によれば、上記実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、上述した各実施の形態においては、ブロックＷ／Ｊ８が本発明の「シリンダブロックの冷却水流路」に、下段Ｗ／Ｊ１０，５０，６０，７０，８０が本発明の「下段流路」に、上段Ｗ／Ｊ１２が本発明の「上段流路」に、流路２８が本発明の「第１流路」に、流路３０ａ，３０ｂが本発明の「第２流路」に、流路３６が本発明の「第３流路」に、流路３８ａ，３８ｂが本発明の「第４流路」に、流路３２ａ，３２ｂが本発明の「第５流路」に、流路４０が本発明の「第６流路」に、流路３４ａ，３４ｂが本発明の「第７流路」に、流路４２ａ，４２ｂが本発明の「第８流路」に、それぞれ相当している。

ところで、上述した各実施の形態においては、排気ポート２６側に点火プラグ孔２０を形成すると共に吸気ポート２４側にインジェクタ孔２２を形成した。しかし、点火プラグ孔２０とインジェクタ孔２２の位置関係を逆転して、吸気ポート２４側に点火プラグ孔２０を形成すると共に排気ポート２６側にインジェクタ孔２２を形成してもよい。
また、上述した各実施の形態においては、ガスケット１４の開口部から各気筒の排気ポート２６ａ，２６ｂの間に形成された流路２８に流入した冷却水による主冷却と、ガスケット１４の開口部から各気筒のその他の流路（例えば実施の形態１では、２番気筒の流路３４ｂ、３番気筒の流路３４ａ、１番〜４番気筒の流路４２ａ，４２ｂ。）に流入した冷却水による副冷却と、が行われる構成を前提として説明した。しかし、各気筒においてガスケットの開口部の位置関係を逆転すると共に、主冷却と副冷却を行う流路の関係を逆転してもよい。例えば実施の形態１において、各気筒の吸気ポート２４ａ，２４ｂの間の流路３６、２番気筒の流路４２ｂ、３番気筒の流路４２ａ、および、各気筒の流路３４ａ，３４ｂにガスケット１４の開口部を設けると共に、ガスケット１４の開口部から各気筒の流路３６に流入した冷却水による主冷却と、各気筒のその他の流路（すなわち、２番気筒の流路４２ｂ、３番気筒の流路４２ａ、および、１番〜４番気筒の流路３４ａ，３４ｂ）に流入した冷却水による副冷却と、が行われるようにシリンダヘッドを構成してもよい。

２ エンジン
４ シリンダブロック
６ シリンダヘッド
８ シリンダブロックのウォータージャケット （ブロックＷ／Ｊ）
１０，５０，６０，７０，８０，９０ 下段ウォータージャケット（下段Ｗ／Ｊ）
１２ 上段ウォータージャケット（下段Ｗ／Ｊ）
１４ ガスケット
１６ 連通流路
２０ 点火プラグ孔
２２ インジェクタ孔
２４ａ，２４ｂ 吸気ポート
２６ａ，２６ｂ 排気ポート
２８，３０ａ，３０ｂ，３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂ，３６，３８ａ，３８ｂ，４０，４２ａ，４２ｂ 流路

Claims (1)

1. ２つずつ形成された吸気ポートおよび排気ポートと、前記吸気ポートと前記排気ポートによって囲まれる中央部に形成されたインジェクタ孔および点火プラグ孔と、前記吸気ポート、前記排気ポート、前記インジェクタ孔および前記点火プラグ孔の周囲に少なくとも形成されてシリンダブロックの冷却水流路からの冷却水が流入する下段流路と、前記下段流路からの冷却水が流入する上段流路と、から構成される二段流路を気筒間に共通して備えるシリンダヘッドであって、
   前記下段流路は、前記吸気ポートの間または前記排気ポートの間に設けられて前記冷却水流路からの冷却水が流入する第１流路と、前記吸気ポートと前記点火プラグ孔との間、または、前記排気ポートと前記点火プラグ孔との間にそれぞれ設けられて前記第１流路からの冷却水が流入する２本の第２流路と、前記第１流路が設けられたポートとは反対側の前記吸気ポートの間または前記排気ポートの間に設けられて前記冷却水流路からの冷却水が流入する第３流路と、前記吸気ポートと前記インジェクタ孔との間、または、前記排気ポートと前記インジェクタ孔との間にそれぞれ設けられて前記第３流路からの冷却水が流入する２本の第４流路と、前記排気ポートと前記吸気ポートの間に設けられて前記第２流路および前記第４流路からの冷却水が流入する２本の第５流路と、前記点火プラグ孔と前記インジェクタ孔との間に設けられて前記第２流路、前記第４流路および前記第５流路と連通する第６流路と、前記吸気ポートの吸気側または前記排気ポートの排気側に設けられて前記第５流路からの冷却水がそれぞれ流入する２本の第７流路と、前記第７流路が設けられたポートとは反対側の前記吸気ポートの吸気側または前記排気ポートの排気側に設けられて前記冷却水流路からの冷却水が流入する２本の第８流路と、を気筒毎に備え、
   前記上段流路と前記下段流路を連通する連通流路の入口部が、隣り合う２気筒の合計４本の前記第５流路のうちの内側に位置する２本が繋がる部分、または、隣り合う２気筒の合計４本の前記第５流路のうちの外側に位置する２本に設けられ、
   前記連通流路の入口部が前記隣り合う２気筒の合計４本の前記第５流路のうちの内側に位置する２本が繋がる部分に設けられる場合であって、前記第５流路のうちの残りの２本の何れかが前記隣り合う２気筒とは別の気筒の前記第５流路と隣り合うときは、前記別の気筒の前記第５流路と隣り合う前記第５流路が属する気筒において前記第７流路同士の連通が排気側において遮断され、尚且つ、前記第５流路が属する気筒の前記第７流路のうちの前記別の気筒の前記第５流路と隣り合う前記第５流路からの冷却水が流入する前記第７流路にも前記冷却水流路からの冷却水が流入するように構成され、
   前記連通流路の入口部が前記隣り合う２気筒の合計４本の前記第５流路のうちの外側に位置する２本が繋がる部分に設けられる場合は、前記隣り合う２気筒のそれぞれにおいて前記第７流路同士の連通が排気側において遮断され、尚且つ、前記第５流路のうちの残りの２本からの冷却水が流入する前記第７流路にも前記冷却水流路からの冷却水が流入するように構成されていることを特徴とするシリンダヘッド。

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