JP2019112990A - シリンダヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】プラグ孔の周囲において、冷却水による冷却効果に偏りが生じることを抑制する。
【解決手段】シリンダヘッドにおいては、複数の燃焼室のそれぞれに対応するプラグ孔３５毎に２つの吸気ポート３７と２つの排気ポート３９とが設けられている。２つの吸気ポート３７はプラグ孔３５の一方側に配置されており、２つの排気ポート３９はプラグ孔３５の他方側に配置されている。シリンダヘッドのウォータージャケット４０は、シリンダヘッドの外部に連通しているとともに２つの吸気ポート３７間を延びている吸気ポート間流路部６０と、シリンダヘッドの外部に連通しているとともに２つの排気ポート３９間を延びている排気ポート間流路部８０と、吸気ポート間流路部６０及び排気ポート間流路部８０に連通しているとともに、プラグ孔３５を取り囲むように区画されている中央流路部５０とを備えている。
【選択図】図５

Description

この発明は、シリンダヘッドに関する。

特許文献１に開示されたシリンダヘッドにおいては、内燃機関の複数の気筒のそれぞれに対応して、プラグ孔が上下方向（気筒の軸線方向）に貫通している。このプラグ孔には点火プラグが挿通され、点火プラグの先端側の一部が気筒内に露出する。上記シリンダヘッドにおいては、１つの気筒（１つのプラグ孔）につき２つの吸気ポートと２つの排気ポートとが設けられている。２つの吸気ポートと２つの排気ポートとは、プラグ孔を取り囲むように配置されていて、２つの吸気ポートがプラグ孔よりも一方側、２つの排気ポートがプラグ孔よりも他方側に位置している。

上記シリンダヘッドには、冷却水が流通するウォータージャケットが設けられている。ウォータージャケットは、全体として、シリンダヘッド内を気筒の配列方向に延びている。そして、冷却水は、ウォータージャケット内において、吸気ポートの周囲、排気ポートの周囲、及びプラグ孔の周囲を気筒の配列方向に流れるようになっている。

特開２０１３−１５０３９号公報

上記シリンダヘッドでは、気筒の配列方向の一方側が、冷却水の流通方向の上流側となる。そのため、プラグ孔の周囲における気筒の配列方向の一方側が冷却されやすく、気筒の配列方向の他方側が冷却されにくい。したがって、プラグ孔の周囲においては、気筒の配列方向の一方側と他方側とで、冷却水による冷却効果に偏りが生じてしまう。

上記課題を解決するためのシリンダヘッドは、冷却水が流通するウォータージャケットが内部に区画されたシリンダヘッドであって、内燃機関の複数の気筒のそれぞれに対応して点火プラグが挿通されるプラグ孔が貫通しており、前記プラグ孔毎に２つの吸気ポートと２つの排気ポートとが設けられており、２つの前記吸気ポートが前記プラグ孔よりも一方側に配置されているとともに２つの前記排気ポートが前記プラグ孔よりも他方側に配置されており、前記ウォータージャケットは、当該シリンダヘッドの外部に連通しているとともに２つの前記吸気ポートの間を延びている吸気ポート間流路部と、当該シリンダヘッドの外部に連通しているとともに２つの前記排気ポートの間を延びている排気ポート間流路部と、前記吸気ポート間流路部及び前記排気ポート間流路部に連通しているとともに、前記プラグ孔を取り囲むように区画されている中央流路部と、前記中央流路部に連通しているとともに当該シリンダヘッドの外部へ向けて延びている排出流路部とを備えている。

上記構成では、シリンダヘッドの外部から吸気ポート間流路部及び排気ポート間流路部に冷却水を導入すると、プラグ孔が、吸気ポートの側と排気ポートの側との両側から冷却される。そのため、プラグ孔の周囲において、冷却水による冷却効果に偏りが生じることを抑制できる。

上記シリンダヘッドにおいて、前記吸気ポート間流路部の流路断面積は、当該吸気ポート間流路部における前記中央流路部側の端部で最小になっており、前記排気ポート間流路部の流路断面積は、当該排気ポート間流路部における前記中央流路部側の端部で最小になっていてもよい。

上記構成によれば、吸気ポート間流路部の端部において、当該吸気ポート間流路部から中央流路部に流れる冷却水の流速を高めることができる。また、排気ポート間流路部の端部において、当該排気ポート間流路部から中央流路部に流れる冷却水の流速を高めることができる。そのため、中央流路部に冷却水を勢いよく導入でき、プラグ孔の周囲の冷却を促進できる。

上記シリンダヘッドにおいて、前記プラグ孔と２つの前記吸気ポートとの間に、燃料噴射弁を挿通するための噴射弁孔が前記プラグ孔と隣り合わせで設けられ、前記中央流路部の内面のうち、前記プラグ孔の周方向に延びる内周面は、当該プラグ孔を取り囲むように延びる円弧状の曲面と、当該曲面よりも前記プラグ孔側に向かって張り出している張出面とを備えており、前記張出面は、前記プラグ孔と前記排気ポートとの間に位置していてもよい。

上記構成においては、排気ポートと吸気ポートとの間という限られた領域内に、プラグ孔及び噴射弁孔の双方が位置することになる。そのため、プラグ孔と排気ポートとの間隔が狭くなりがちで、中央流路部におけるプラグ孔と排気ポートとの間の部位の流路断面積を確保しにくい。上記構成では、中央流路部の内周面が全体としてプラグ孔の周方向に延びている一方で、当該内周面のうちの張出面は、プラグ孔側に向かって張り出している。すなわち、中央流路部のうち、張出面で区画されている部位は、流路がプラグ孔側へと拡大されたようになっている。そして、この張出面は、プラグ孔と排気ポートとの間に位置しているので、中央流路部におけるプラグ孔と排気ポートとの間の部分において必要とされる流路断面積を確保できる。

上記シリンダヘッドにおいて、前記プラグ孔と２つの前記吸気ポートとの間に、燃料噴射弁を挿通するための噴射弁孔が前記プラグ孔と隣り合わせで設けられ、前記中央流路部は、前記プラグ孔及び前記噴射弁孔の双方を取り囲むように区画されているとともに、前記プラグ孔と前記噴射弁孔との間の領域に向けて突出する部位を有していてもよい。

プラグ孔と噴射弁孔との間の距離が僅かである場合、プラグ孔と噴射弁孔との間を横切るようなウォータージャケットを区画することは困難である。この場合、プラグ孔と噴射弁孔との間を冷却できず、これらの両者の間に熱がこもりやすい。この点、上記構成によれば、プラグ孔と噴射弁孔との間の距離が僅かであっても、プラグ孔の周囲を、噴射弁孔の側から冷却できる。また、噴射弁孔の周囲を、プラグ孔の側から冷却できる。したがって、プラグ孔と噴射弁孔との間に熱がこもってしまうことを抑制できる。

シリンダブロック及びシリンダヘッドを概略的に表した断面図。 シリンダヘッドにおけるウォータージャケットの形状を表した平面図。 図２の一部の拡大図。 図３の４−４矢視方向に対応するシリンダヘッドの断面図。 図２の一部の拡大図。

以下、シリンダヘッドの一実施形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、直列４気筒の内燃機関のシリンダヘッドを例に説明する。
図１に示すように、内燃機関Ｗは、全体としてほぼ直方体状のシリンダブロック１０を備えている。シリンダブロック１０の上面からは、下側に向かって円筒状の気筒１２が窪んでいる。気筒１２の中心軸は上下方向に延びている。気筒１２内にはピストン１１が収容されている。ピストン１１は、気筒１２内で燃料が燃焼することに伴って、当該気筒１２内を中心軸方向に往復移動する。気筒１２は、シリンダブロック１０の長手方向（図１の紙面と直交する方向）に一列に４つ設けられている。

図１に示すように、シリンダブロック１０内には、冷却水が流通するウォータージャケット１３が区画されている。ウォータージャケット１３は、シリンダブロック１０における４つの気筒１２を取り囲むように延びる溝状になっており、シリンダブロック１０の上面に開口している。具体的には、図２に示すように、ウォータージャケット１３は、シリンダブロック１０の短手方向（気筒１２の配列方向と直交する方向）の一方側に、第１ブロック流路部１３ａを備えている。上側からの平面視で、第１ブロック流路部１３ａは、シリンダブロック１０の長手方向に延びており、詳細には、４つの気筒１２の円周形状に沿って波状に延びている。また、ウォータージャケット１３は、シリンダブロック１０の短手方向の他方側に、第２ブロック流路部１３ｂを備えている。上側からの平面視で、第２ブロック流路部１３ｂは、全体としてシリンダブロック１０の長手方向に延びており、詳細には、４つの気筒１２の円周形状に沿って波状に延びている。第１ブロック流路部１３ａと第２ブロック流路部１３ｂは、互いにシリンダブロック１０の長手方向の一方側（図２において左側）で連結されている。

図１に示すように、シリンダブロック１０の短手方向の一方側（第１ブロック流路部１３ａの側）の側面からは、第１ブロック流路部１３ａに向けてブロック貫通孔１５が延びている。ブロック貫通孔１５は、シリンダブロック１０の外部とウォータージャケット１３（第１ブロック流路部１３ａ）の内部とを連通している。なお、この実施形態では、ブロック貫通孔１５が、シリンダブロック１０におけるウォータージャケット１３への冷却水の入り口となる。

図１に示すように、シリンダブロック１０の上面には、全体として長方形板状のガスケット２０が配置されている。ガスケット２０には、大貫通孔２１が厚み方向に貫通している。大貫通孔２１は、気筒１２と同一の径となっている。また、ガスケット２０には、第１貫通孔２２が厚み方向に貫通している。第１貫通孔２２は、大貫通孔２１よりもガスケット２０の短手方向の一方側において、気筒１２毎（１つの気筒１２につき）に３つ設けられている。３つの第１貫通孔２２は、第１ブロック流路部１３ａの延伸方向に沿って配置されている。また、ガスケット２０には、第２貫通孔２３が厚み方向に貫通している。第２貫通孔２３は、大貫通孔２１よりもガスケット２０の短手方向の他方側において、気筒１２毎に１つ設けられている。ガスケット２０がシリンダブロック１０の上面に配置された状態では、ガスケット２０の大貫通孔２１は、シリンダブロック１０における気筒１２の真上に位置している。また、ガスケット２０の各第１貫通孔２２は、シリンダブロック１０における第１ブロック流路部１３ａの上側に位置している。さらに、ガスケット２０の各第２貫通孔２３は、シリンダブロック１０における第２ブロック流路部１３ｂの上側に位置している。すなわち、シリンダブロック１０の上面における気筒１２の開口やウォータージャケット１３の開口が、ガスケット２０によって塞がれないようになっている。

ガスケット２０の上面には、シリンダヘッド３０が配置されている。シリンダヘッド３０は、全体としてほぼ直方体状である。シリンダヘッド３０の下面からは上側に向かって燃焼室３１が窪んでいる。燃焼室３１は、下側ほど径の大きいテーパ状になっている。燃焼室３１は、気筒１２毎に設けられている。各燃焼室３１は、シリンダヘッド３０の長手方向に並んでいて、シリンダブロック１０における各気筒１２と対向して配置されている。各燃焼室３１の中心軸は、各気筒１２の中心軸と一致している。

シリンダヘッド３０において、燃焼室３１の上側には、噴射弁孔３３がほぼ上下方向に貫通している。噴射弁孔３３は、段付き形状となっており、上側の部位の内径が、下側の部位の内径よりも大きくなっている。噴射弁孔３３は、燃焼室３１の中心軸の近傍に位置している。詳細には、噴射弁孔３３は、燃焼室３１の中心軸よりもシリンダヘッド３０の短手方向の一方側（第１ブロック流路部１３ａの側）に位置している。噴射弁孔３３は、燃焼室３１毎に設けられている。

各噴射弁孔３３には、燃焼室３１内に燃料を噴射するための燃料噴射弁３２が挿通されている。燃料噴射弁３２は、噴射弁孔３３の内周面形状に合わせた段付き軸状である。燃料噴射弁３２の下側の先端の一部は、燃焼室３１の内部に露出している。

シリンダヘッド３０において、燃焼室３１の上側には、プラグ孔３５がほぼ上下方向に貫通している。プラグ孔３５は、段付き形状となっており、上側の部位の内径が、下側の部位の内径よりも大きくなっている。また、プラグ孔３５の上側の部位の内径は、噴射弁孔３３の上側の部位の内径よりも大きくなっている。プラグ孔３５の下側の部位の内径は、噴射弁孔３３の下側の部位の内径よりも大きくなっている。プラグ孔３５は、燃焼室３１の中心軸の近傍に位置している。詳細には、プラグ孔３５は、燃焼室３１の中心軸よりもシリンダヘッド３０の短手方向の他方側（第２ブロック流路部１３ｂの側）に位置している。プラグ孔３５は、シリンダヘッド３０の短手方向において噴射弁孔３３と隣り合わせで設けられている。プラグ孔３５は、燃焼室３１毎に設けられている。

各プラグ孔３５には、燃焼室３１内の空気と燃料との混合気に対して点火を行うための点火プラグ３４が挿通されている。点火プラグ３４は、プラグ孔３５の内周面形状に合わせた段付き軸状である。点火プラグ３４の下側の先端の一部は、燃焼室３１の内部に露出している。

シリンダヘッド３０において、燃焼室３１の上側からは、燃焼室３１内に外気を導入するための吸気ポート３７が延びている。吸気ポート３７は、燃焼室３１から、シリンダヘッド３０における短手方向の一方側（第１ブロック流路部１３ａの側）の側面まで続いている。図２に示すように、吸気ポート３７は、燃焼室３１毎に２つ設けられている。燃焼室３１毎の２つの吸気ポート３７は、噴射弁孔３３よりもシリンダヘッド３０の短手方向の一方側に位置している。燃焼室３１毎の２つの吸気ポート３７は、シリンダヘッド３０の長手方向に並んでいる。

図１に示すように、シリンダヘッド３０において、燃焼室３１の上側からは、燃焼室３１から排気を排出するための排気ポート３９が延びている。排気ポート３９は、燃焼室３１から、シリンダヘッド３０における短手方向の他方側（第２ブロック流路部１３ｂの側）の側面まで続いている。図２に示すように、排気ポート３９は、燃焼室３１毎に２つ設けられている。燃焼室３１毎の２つの排気ポート３９は、プラグ孔３５よりもシリンダヘッド３０の短手方向の他方側に位置している。燃焼室３１毎の２つの排気ポート３９は、シリンダヘッド３０の長手方向に並んでいるとともに、プラグ孔３５及び噴射弁孔３３を挟んで燃焼室３１毎の２つの吸気ポート３７と対向する位置に配置されている。その結果として、燃焼室３１毎の２つの吸気ポート３７と２つの排気ポート３９とは、上側からの平面視で、プラグ孔３５及び噴射弁孔３３を取り囲むように配置されている。

シリンダヘッド３０内には、冷却水が流通する通路であるウォータージャケット４０が区画されている。図２に示すように、ウォータージャケット４０の一部は、燃焼室３１毎の２つの吸気ポート３７の間を延びている吸気ポート間流路部６０となっている。図１に示すように、吸気ポート間流路部６０の下端（上流端）は、燃焼室３１よりも、シリンダヘッド３０の短手方向の一方側において、シリンダヘッド３０の下面に開口している。そして、吸気ポート間流路部６０は、シリンダヘッド３０の下面から、シリンダヘッド３０の短手方向の中央側へ向けて斜め上方へと延び、燃焼室３１毎の２つの吸気ポート３７の間を通って、噴射弁孔３３近傍まで至っている。なお、シリンダヘッド３０がガスケット２０の上面に配置された状態では、吸気ポート間流路部６０の下端は、ガスケット２０の第１貫通孔２２と対向して配置されている。

図２に示すように、吸気ポート間流路部６０は、下端から延伸方向の中央部までは流路断面積がほぼ一定である。一方、吸気ポート間流路部６０は、その延伸方向の中央部から上端（下流端）までは、上端側ほど流路断面積が徐々に小さくなっている。そして、吸気ポート間流路部６０は、上端において流路断面積が最小になっている。

ウォータージャケット４０の一部は、燃焼室３１毎に設けられている一対の吸気側流路部７０となっている。一対の吸気側流路部７０の１つは、吸気ポート間流路部６０に対してシリンダヘッド３０の長手方向の一方側に位置しており、一対の吸気側流路部７０のもう１つは、吸気ポート間流路部６０に対してシリンダヘッド３０の長手方向の他方側に位置している。図示は省略するが、各吸気側流路部７０の下端（上流端）は、シリンダヘッド３０の下面に開口している。そして、吸気側流路部７０は、シリンダヘッド３０の下面から上側へと延びており、当該吸気側流路部７０の上端は、吸気ポート間流路部６０の上端とほぼ同じ高さに位置している。また、一対の吸気側流路部７０は、上側からの平面視で、シリンダヘッド３０の短手方向の中央側に向かうほど、吸気ポート間流路部６０から離れるように延びている。換言すると、各吸気側流路部７０は、吸気ポート３７を取り囲むように湾曲して延びている。この実施形態では、各吸気側流路部７０の上端の流路断面積が、他の部分の流路断面積よりも小さくなっている。なお、シリンダヘッド３０がガスケット２０の上面に配置された状態では、各吸気側流路部７０の下端（上流端）は、ガスケット２０の第１貫通孔２２と対向して配置されている。

ウォータージャケット４０の一部は、燃焼室３１毎の２つの排気ポート３９の間を延びている排気ポート間流路部８０となっている。図１に示すように、排気ポート間流路部８０の下端（上流端）は、燃焼室３１よりも、シリンダヘッド３０の短手方向の他方側において、シリンダヘッド３０の下面に開口している。そして、排気ポート間流路部８０は、シリンダヘッド３０の下面から、シリンダヘッド３０の短手方向の中央側に向けて斜め上方へと延び、燃焼室３１毎の２つの排気ポート３９の間を通って、プラグ孔３５近傍まで至っている。なお、シリンダヘッド３０がガスケット２０の上面に配置された状態では、排気ポート間流路部８０の下端は、ガスケット２０の第２貫通孔２３と対向して配置されている。

図２に示すように、排気ポート間流路部８０は、下端から延伸方向の中央部までは流路断面積がほぼ一定である。一方、排気ポート間流路部８０は、その延伸方向の中央部から上端（下流端）までは上端側ほど流路断面積が徐々に小さくなっている。そして、排気ポート間流路部８０は、上端において流路断面積が最小になっている。

図１及び図２に示すように、ウォータージャケット４０の一部は、４つの燃焼室３１の上側でシリンダヘッド３０の長手方向に一繋がりに延びている中央流路部５０となっている。中央流路部５０が長手方向に一繋がりに延びている結果として、当該中央流路部５０は、各燃焼室３１に対応する噴射弁孔３３及びプラグ孔を取り囲むように区画されている。また、中央流路部５０には、吸気ポート間流路部６０の上端、吸気側流路部７０の上端、及び排気ポート間流路部８０の上端が繋がっている。

図１及び図２に示すように、ウォータージャケット４０の一部は、中央流路部５０よりもシリンダヘッド３０の短手方向の他方側に位置する排出流路部９０となっている。排出流路部９０は、中央流路部５０におけるシリンダヘッド３０の長手方向の寸法とほぼ同じ寸法で、シリンダヘッド３０の長手方向に延びている。排出流路部９０におけるシリンダヘッド３０の長手方向の一方側の端部は、シリンダヘッド３０の外部に連通した出口部９０ａとなっている。排出流路部９０は、隣り合う燃焼室３１の一方に対応する排気ポート３９と他方に対応する排気ポート３９との間の部位で中央流路部５０とシリンダヘッド３０の短手方向に繋がっている。なお、排出流路部９０は、シリンダヘッド３０の短手方向の他方側ほど低くなるように配置されており、当該排出流路部９０のほぼ全体が、中央流路部５０よりも低い位置に配置されている。

図３に示すように、中央流路部５０の内面のうち、噴射弁孔３３の周囲で噴射弁孔３３の周方向に延びている部分である第１内周面５３は、噴射弁孔３３の中心軸を中心とする円弧状の曲面となっている。第１内周面５３は、燃焼室３１毎の２つの吸気ポート３７の側から噴射弁孔３３を取り囲むようにして、噴射弁孔３３の中心軸を中心とする周方向の一定範囲に亘って続いている。

図１及び図３に示すように、第１内周面５３は、上側ほど内径の大きいテーパ状となっている。第１内周面５３のテーパ角は、第１内周面５３の上縁から噴射弁孔３３までの距離として、第１内周面５３の下縁から噴射弁孔３３までの距離以上の距離が確保されるように定められている。換言すると、上述したように噴射弁孔３３の上側の部分は下側の部分よりも内径が大きくなっているので、この内径の大きな部分に合わせて径方向外側に逃げるように、第１内周面５３がテーパ状になっている。

図３に示すように、中央流路部５０の内面のうち、プラグ孔３５の周囲でプラグ孔３５の周方向に延びている部位である第２内周面５４は、全体としては、プラグ孔３５の中心軸を中心とする円弧状の曲面となっている。第２内周面５４は、燃焼室３１毎の２つの排気ポート３９の側からプラグ孔３５を取り囲むようにして、プラグ孔３５の中心軸を中心とする周方向の一定範囲に亘って続いている。第２内周面５４の円弧の両端部は、シリンダヘッド３０の短手方向におけるプラグ孔３５と噴射弁孔３３との間に位置していて、第１内周面５３の円弧の両端部と繋がっている。

図１及び図３に示すように、第２内周面５４は、上側ほど内径の大きいテーパ状になっている。第２内周面５４のテーパ角は、第２内周面５４の上縁からプラグ孔３５までの距離として、第２内周面５４の下縁からプラグ孔３５までの距離以上の距離が確保されるように定められている。換言すると、上述したようにプラグ孔３５の上側の部分は下側の部分よりも内径が大きくなっているので、この内径の大きな部分に合わせて径方向外側に逃げるように、第２内周面５４がテーパ状になっている。

図３に示すように、第２内周面５４は、プラグ孔３５と、燃焼室３１毎の２つの排気ポート３９との間に位置する部位が張出面５４ａとなっている。この張出面５４ａは、第２内周面５４における曲面の部位よりもプラグ孔３５側に向かって張り出した平面となっている。図３及び図４に示すように、張出面５４ａは、第２内周面５４の全体をプラグ孔３５の中心軸を中心とする円弧状の曲面として構成した仮想第２内周面Ｚよりも、プラグ孔３５側に向かって張り出している。また、図４に示すように、張出面５４ａは、上側に向かうほど、プラグ孔３５側への張出の程度が大きくなっている。なお、図２、図３、及び図５では、張出面５４ａを、ドットを付して示している。

図３に示すように、中央流路部５０における第１内周面５３における円弧の両端と第２内周面５４における円弧の両端とが接続されている箇所の近傍は、噴射弁孔３３とプラグ孔３５との間の領域に向かって突出した突出部５０ａとなっている。すなわち、中央流路部５０は、上側から平面視した場合に円弧状の第１内周面５３及び円弧状の第２内周面５４の共通接線Ｐよりも、内側に突出した部位として突出部５０ａを有している。その結果として、第１内周面５３及び第２内周面５４は、上側から平面視した場合に、これら全体としてアラビア数字の「８」の字のような形状になっている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
本実施形態において、冷却水は、シリンダブロック１０のブロック貫通孔１５に導入される。そして、冷却水は、シリンダブロック１０のブロック貫通孔１５からシリンダブロック１０のウォータージャケット１３に流入し、当該ウォータージャケット１３の全域に流通する。また、冷却水は、シリンダブロック１０のウォータージャケット１３からシリンダヘッド３０のウォータージャケット４０に流入する。具体的には、冷却水は、吸気ポート間流路部６０の下端（上流端）、吸気側流路部７０の下端（上流端）、及び排気ポート間流路部８０の下端（上流端）を通じて、シリンダブロック１０のウォータージャケット１３からシリンダヘッド３０のウォータージャケット４０に流入する。

図５の矢印Ａ１で示すように、吸気ポート間流路部６０の下端を通じてウォータージャケット４０に流入した冷却水は、吸気ポート間流路部６０に沿ってシリンダヘッド３０の短手方向に、吸気ポート間流路部６０の上端側へ向けて流れる。そして、冷却水は、吸気ポート間流路部６０から中央流路部５０へと流れる。中央流路部５０に流れた冷却水は、図５の矢印Ａ２で示すように、シリンダヘッド３０の長手方向に二手に分岐する。具体的には、冷却水は、燃焼室３１毎の２つの吸気ポート３７のそれぞれと、噴射弁孔３３との間を通って、噴射弁孔３３におけるシリンダヘッド３０の長手方向の両側を排気ポート３９の側へ流れる。図５の矢印Ａ３で示すように、冷却水の一部は、中央流路部５０における第１内周面５３に沿って噴射弁孔３３の周方向に流れる。冷却水は、中央流路部５０における、プラグ孔３５と噴射弁孔３３との間の領域に向けて突出した突出部５０ａにも流れる。このように、冷却水は、噴射弁孔３３を回り込むようにして、噴射弁孔３３の周囲を噴射弁孔３３の周方向に流れる。

図５の矢印Ｂ１で示すように、吸気側流路部７０の下端を通じてウォータージャケット４０に流入した冷却水は、吸気側流路部７０に沿って中央流路部５０に向けて流れる。そして、冷却水は、中央流路部５０に流入する。図５の矢印Ｂ２で示すように、中央流路部５０に流れ込んだ冷却水の一部は、噴射弁孔３３及びプラグ孔３５の側へ流れる。つまり、冷却水は、吸気ポート３７を回り込むようにして、吸気ポート３７の周囲を吸気ポート３７の周方向に流れる。

図５の矢印Ｃ１で示すように、排気ポート間流路部８０の下端を通じてウォータージャケット４０に流入した冷却水は、排気ポート間流路部８０に沿ってシリンダヘッド３０の短手方向に、排気ポート間流路部８０の上端側へ向けて流れる。そして、冷却水は、排気ポート間流路部８０から中央流路部５０へと流れる。中央流路部５０に流れた冷却水は、図５の矢印Ｃ２で示すように、シリンダヘッド３０の長手方向に二手に分岐する。具体的には、冷却水は、燃焼室３１毎の２つの排気ポート３９のそれぞれとプラグ孔３５との間を通って、プラグ孔３５におけるシリンダヘッド３０の長手方向の両側を吸気ポート３７側へと流れる。図５の矢印Ｃ３で示すように、冷却水の一部は、中央流路部５０における第２内周面５４に沿ってプラグ孔３５の周方向に流れる。冷却水は、中央流路部５０における、プラグ孔３５と噴射弁孔３３との間の領域に向けて突出した突出部５０ａにも流れる。このように、冷却水は、プラグ孔３５を回り込むようにして、プラグ孔３５の周囲をプラグ孔３５の周方向に流れる。

吸気ポート間流路部６０、吸気側流路部７０、排気ポート間流路部８０を通じて中央流路部５０に流れた冷却水は、図５の矢印Ｄで示すように、隣り合う燃焼室３１の一方に対応する排気ポート３９と他方に対応する排気ポート３９との間を通って排出流路部９０に流入する。図５の矢印Ｅで示すように、排出流路部９０において冷却水は、出口部９０ａに向けてシリンダヘッド３０の長手方向の一方側へ流れる。そして、冷却水は、出口部９０ａからシリンダヘッド３０の外部へと流出する。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）本実施形態によれば、燃焼室３１毎の２つの吸気ポート３７の側から噴射弁孔３３を回り込むようにして、噴射弁孔３３の周方向に冷却水を流すことができる。また、燃焼室３１毎の２つの排気ポート３９の側からプラグ孔３５を回り込むようにして、プラグ孔３５の周方向に冷却水を流すことができる。すなわち、プラグ孔３５及び噴射弁孔３３の周囲に対して、シリンダヘッド３０の短手方向の両側から冷却水を流すことができる。したがって、プラグ孔３５及び噴射弁孔３３の周囲の全体に偏りなく冷却水を流すことができる。そのため、プラグ孔３５及び噴射弁孔３３の周囲において、冷却水による冷却効果に偏りが生じることを抑制できる。

（２）本実施形態によれば、吸気ポート間流路部６０は、その上端（中央流路部５０に繋がっている端部）で流路断面積が最小になっている。そのため、吸気ポート間流路部６０から中央流路部５０に冷却水を勢いよく流入させることができる。仮に冷却水の勢いが弱い場合、冷却水は、噴射弁孔３３及びプラグ孔３５の周囲を流れている間にシリンダヘッド３０の熱で徐々に暖まってしまうおそれがある。この点、本実施形態のように、冷却水を勢いよく流せば、冷却水を低い温度のまま噴射弁孔３３及びプラグ孔３５の周囲で流すことができる。したがって、噴射弁孔３３及びプラグ孔３５の周囲の冷却を促進できる。また、本実施形態によれば、排気ポート間流路部８０は、その上端（中央流路部５０に繋がっている端部）で流路断面積が最小になっている。そのため、吸気ポート間流路部６０と同様に、排気ポート間流路部８０から中央流路部５０に冷却水を勢いよく流入させることができ、噴射弁孔３３及びプラグ孔３５の周囲の冷却を促進できる。

（３）本実施形態のようにプラグ孔３５と噴射弁孔３３との間の距離が僅かである場合、プラグ孔３５と噴射弁孔３３との間を横切るようなウォータージャケットを区画することは困難である。この場合、プラグ孔３５と噴射弁孔３３との間を冷却できず、これらの両者の間に熱がこもりやすい。

この点、本実施形態における中央流路部５０は、プラグ孔３５と噴射弁孔３３との間の領域に向けて突出した突出部５０ａを有している。そのため、プラグ孔３５と噴射弁孔３３との間の距離が僅かであっても、プラグ孔３５の周囲を、噴射弁孔３３の側から冷却できる。また、噴射弁孔３３の周囲を、プラグ孔３５の側から冷却できる。したがって、プラグ孔３５と噴射弁孔３３との間に熱がこもってしまうことを抑制できる。

（４）排気ポート３９には、燃焼室３１で燃焼した混合気が排気として流れる。そのため、排気ポート３９は例えば吸気ポート３７に比べて高温である。排気ポート３９の熱がプラグ孔３５の側に及ぶことを抑制する上では、中央流路部５０におけるプラグ孔３５と排気ポート３９との間の流路断面積は極力大きくすることが好ましい。ここで、本実施形態では、燃焼室３１毎の２つの吸気ポート３７と２つの排気ポート３９との間の限られた領域内にプラグ孔３５及び噴射弁孔３３がシリンダヘッド３０の短手方向に並んでおり、プラグ孔３５は排気ポート３９の側に位置している。そのため、例えば燃焼室３１毎の２つの吸気ポート３７と２つの排気ポート３９との間にプラグ孔３５のみが設けられている場合に比べて、プラグ孔３５と排気ポート３９との間隔が狭くなりがちで、中央流路部５０におけるプラグ孔３５と排気ポート３９との間の部位の流路断面積を確保しにくい。特に、本実施形態では、プラグ孔３５の径は、噴射弁孔３３の径よりも大きい。そのため、例えばプラグ孔３５の径が噴射弁孔３３の径と同程度に小さい場合に比べて、プラグ孔３５と排気ポート３９との間隔が狭くなりがちで、中央流路部５０におけるプラグ孔３５と排気ポート３９との間の部分の流路断面積を確保しにくい。

この点、本実施形態では、中央流路部５０における第２内周面５４が全体としてプラグ孔３５の周方向に延びている一方で、当該第２内周面５４のうち、プラグ孔３５と排気ポート３９との間に位置している部位である張出面５４ａは、プラグ孔３５側に向かって張り出している。すなわち、中央流路部５０のうち、張出面５４ａで区画されている部位は、流路がプラグ孔３５側へと拡大されたようになっている。そのため、中央流路部５０におけるプラグ孔３５と排気ポート３９との間において流路断面積を極力大きくできる。

（５）本実施形態によれば、吸気ポート間流路部６０と吸気側流路部７０と中央流路部５０とによって、吸気ポート３７を周方向のほぼ全域に亘って取り囲んでいる。したがって、吸気ポート３７の周囲の全体に偏りなく冷却水を流すことができる。そのため、吸気ポート３７の周囲において、冷却水による冷却効果に偏りが生じることを抑制できる。

（６）本実施形態では、吸気ポート間流路部６０と吸気側流路部７０とを互いに独立の流路とし、これら吸気ポート間流路部６０と吸気側流路部７０とのそれぞれに対してシリンダブロック１０のウォータージャケット１３から冷却水を流入させている。そのため、吸気ポート間流路部６０と吸気側流路部７０とのそれぞれにおいて、冷却水を勢いよく流すことができ、吸気ポート３７の周囲の冷却を促進できる。

（７）本実施形態によれば、吸気側流路部７０は、その上端（中央流路部５０に繋がっている端部）で流路断面積が最小になっている。そのため、吸気側流路部７０から中央流路部５０に勢いよく冷却水を流入させることができ、吸気ポート３７の周囲の冷却を促進できる。

（８）本実施形態によれば、排気ポート間流路部８０と中央流路部５０と排出流路部９０とによって、排気ポート３９を周方向のほぼ全域に亘って取り囲んでいる。したがって、排気ポート３９の周囲の全体に偏りなく冷却水を流すことができる。そのため、排気ポート３９の周囲において、冷却水による冷却効果に偏りが生じることを抑制できる。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・張出面５４ａは、第２内周面５４の他の部位よりもプラグ孔３５の側に張り出していること、及び、シリンダヘッド３０における張出面５４ａとプラグ孔３５との間に所定寸法以上の距離（所定量以上の肉厚）を確保できることを条件として、その形状を適宜変更可能である。上記所定寸法は、張出面５４ａとプラグ孔３５との間において、シリンダヘッド３０に最低限の強度を確保できる距離として定められる。上記条件を満たしていれば、張出面５４ａは、例えばプラグ孔３５の側に凸となる曲面でもよい。

・燃焼室３１毎に２つ設けられている張出面５４ａの何れか一方を廃止してもよく、また、両方を廃止してもよい。こうした場合でも、第２内周面５４がプラグ孔３５を取り囲んでいることから、プラグ孔３５の周囲の全体に亘って冷却水を流すことができる。

・第２内周面５４の形状は、当該第２内周面５４がプラグ孔３５を取り囲んでいることを条件として、適宜変更可能である。例えば、第２内周面５４は、上側からの平面視で多角形状になっていてもよい。

・第２内周面５４の形状は、上下方向に関しても、適宜変更可能である。つまり、第２内周面５４は、下側ほど内径の小さくなるテーパ状でなくてもよい。例えば、第２内周面５４は、上下方向に亘って同一の径を有する構成であってもよく、下側ほど内径の大きくなるテーパ状であってもよい。ただし、シリンダヘッド３０における、プラグ孔３５と第２内周面５４との間に、所定寸法以上の距離（所定量以上の肉厚）を確保できることが条件である。上記所定寸法は、プラグ孔３５と第２内周面５４との間において、シリンダヘッド３０に最低限の強度を確保できる距離として定められる。

・第１内周面５３の形状は、当該第１内周面５３が噴射弁孔３３を取り囲んでいることを条件として、適宜変更可能である。例えば、第１内周面５３は、上側からの平面視で多角形状になっていてもよい。第１内周面５３が、噴射弁孔３３を取り囲んでいれば、噴射弁孔３３の周囲の全体に亘って冷却水を流すことができる。

・第１内周面５３の形状は、上下方向に関しても、適宜変更可能である。つまり、第１内周面５３は、下側ほど内径の小さくなるテーパ状でなくてもよく、上下方向に亘って同一の径を有する構成であってもよく、下側ほど内径の大きくなるテーパ状であってもよい。ただし、シリンダヘッド３０における、噴射弁孔３３と第１内周面５３との間に、所定寸法以上の距離（所定量以上の肉厚）を確保できることが条件である。上記所定寸法は、噴射弁孔３３と第１内周面５３との間において、シリンダヘッド３０に最低限の強度を確保できる距離として定められる。

・プラグ孔３５と噴射弁孔３３との間の間隔によっては、プラグ孔３５と噴射弁孔３３との間を横切るように中央流路部５０を構成してもよい。換言すると、第１内周面５３が噴射弁孔３３をその周方向の全域に亘って取り囲み、第２内周面５４がプラグ孔３５をその周方向の全域に亘って取り囲んでいてもよい。

・中央流路部５０は、プラグ孔３５と噴射弁孔３３との間の領域に向けて突出した突出部５０ａを有していなくてもよい。例えば、中央流路部５０は、上側からの平面視で、第１内周面５３と第２内周面５４とが一つながりとなっていて、これらが全体として長孔形状となっていてもよい。中央流路部５０が、プラグ孔３５と噴射弁孔３３の双方を全体として囲んでいれば、プラグ孔３５及び噴射弁孔３３の周囲の全体に冷却水を流すことができる。

・排出流路部９０は、中央流路部５０に連通しているとともにシリンダヘッド３０の外部へ向けて延びていれば、その形状を適宜変更可能である。例えば、排出流路部９０は、シリンダヘッド３０の長手方向の中央で合流してシリンダヘッド３０の短手方向の他方側へ延びるような形状でもよい。排出流路部９０の出口部９０ａの位置は、排出流路部９０の形状に合わせて適宜変更可能である。出口部９０ａは、例えばシリンダヘッド３０の長手方向の他方側の端部に設けられていてもよいし、シリンダヘッド３０の短手方向の端部に設けられていてもよい。

・吸気ポート間流路部６０の延伸方向における当該吸気ポート間流路部６０の流路断面積の変化のさせ方は、適宜変更可能である。例えば、吸気ポート間流路部６０の流路断面積は、当該吸気ポート間流路部６０の延伸方向の中央部と上端との間で最小になっていてもよい。吸気ポート間流路部６０の流路断面積は、当該吸気ポート間流路部６０の延伸方向の全域に亘って一定でもよい。吸気ポート間流路部６０が設けられてさえいれば、噴射弁孔３３に対して吸気ポート３７の側から冷却水を導入できる。同様に、排気ポート間流路部８０の延伸方向における当該排気ポート間流路部８０の流路断面積の変化のさせ方は、適宜変更可能である。

・吸気側流路部７０の形状は適宜変更可能である。吸気側流路部７０がどのような形状であっても、吸気ポート間流路部６０、排気ポート間流路部８０、中央流路部５０が設けられていれば、プラグ孔３５及び噴射弁孔３３の周囲の全体に冷却水を流すことができるし、吸気ポート間流路部６０と中央流路部５０によって吸気ポート３７の周囲の一部に冷却水を流すことができる。ちなみに、吸気側流路部７０は例えばつぎのように変更可能である。吸気側流路部７０の下端を吸気ポート間流路部６０の下端に繋げてもよい。この場合、吸気側流路部７０の下端とシリンダブロック１０のウォータージャケット１３とを連通しなくてもよい。吸気側流路部７０は、吸気ポート３７を取り囲むようにＬ字状に屈曲していてもよい。吸気側流路部７０は、吸気ポート３７を間に挟んで吸気ポート間流路部６０とは反対側で吸気ポート間流路部６０と平行に延びる形状であってもよい。吸気側流路部７０は、その下流端で流路断面積が最小になっていなくてもよい。さらに、吸気側流路部７０を廃止してもよい。

・シリンダヘッド３０において、プラグ孔３５の形状は、点火プラグ３４を挿通できる形状であることを条件として、適宜変更可能である。プラグ孔３５は、例えば、その上下の両縁に亘って一定の径であってもよいし、テーパ状であってもよい。同様に、噴射弁孔３３は、燃料噴射弁３２を挿通可能な形状であることを条件として、適宜変更可能である。なお、プラグ孔３５及び噴射弁孔３３は、段付き軸状であることが必須ではなく、適宜形状を変更してよい。さらに、プラグ孔３５及び噴射弁孔３３は、上下方向に対して傾斜した方向に延びていてもよい。

・シリンダヘッド３０において、噴射弁孔３３及び燃料噴射弁３２を、燃焼室３１毎の２つの吸気ポート３７と２つの排気ポート３９との間に設けなくてもよい。この場合、２つの吸気ポート３７と２つの排気ポート３９との間には、プラグ孔３５のみが配置され、中央流路部５０のうちの第１内周面５３が廃止された構成となる。

・シリンダブロック１０は、気筒１２及びウォータージャケット１３を備えていることを条件に、当該シリンダブロック１０の構成を適宜変更可能である。なお、ウォータージャケット１３は、シリンダヘッド３０のウォータージャケット４０と連通可能に設けられている必要がある。シリンダブロック１０においては、例えば、冷却水の入口となるブロック貫通孔１５を第２ブロック流路部１３ｂの側に設けてもよい。そして、ブロック貫通孔１５によって、第２ブロック流路部１３ｂとシリンダブロック１０の外部とを連通してもよい。また、気筒１２の数を変更してもよい。気筒１２の数を変更した場合、それに合わせて、シリンダヘッド３０における燃焼室３１及び燃焼室３１毎の各部位が追加または削減される。シリンダヘッド３０のウォータージャケット４０に関しても、燃焼室３１毎の各流路が追加または削減される。

１２…気筒、３０…シリンダヘッド、３２…燃料噴射弁、３３…噴射弁孔、３４…点火プラグ、３５…プラグ孔、３７…吸気ポート、３９…排気ポート、４０…ウォータージャケット、５０…中央流路部、５０ａ…突出部、５３…第１内周面、５４…第２内周面、５４ａ…張出面、６０…吸気ポート間流路部、８０…排気ポート間流路部、９０…排出流路部、Ｗ…内燃機関。

Claims (4)

1. 冷却水が流通するウォータージャケットが内部に区画されたシリンダヘッドであって、
   内燃機関の複数の気筒のそれぞれに対応して点火プラグが挿通されるプラグ孔が貫通しており、
   前記プラグ孔毎に２つの吸気ポートと２つの排気ポートとが設けられており、２つの前記吸気ポートが前記プラグ孔よりも一方側に配置されているとともに２つの前記排気ポートが前記プラグ孔よりも他方側に配置されており、
   前記ウォータージャケットは、
   当該シリンダヘッドの外部に連通しているとともに２つの前記吸気ポートの間を延びている吸気ポート間流路部と、
   当該シリンダヘッドの外部に連通しているとともに２つの前記排気ポートの間を延びている排気ポート間流路部と、
   前記吸気ポート間流路部及び前記排気ポート間流路部に連通しているとともに、前記プラグ孔を取り囲むように区画されている中央流路部と、
   前記中央流路部に連通しているとともに当該シリンダヘッドの外部へ向けて延びている排出流路部とを備えている
   シリンダヘッド。
2. 請求項１に記載のシリンダヘッドであって、
   前記吸気ポート間流路部の流路断面積は、当該吸気ポート間流路部における前記中央流路部側の端部で最小になっており、
   前記排気ポート間流路部の流路断面積は、当該排気ポート間流路部における前記中央流路部側の端部で最小になっている
   シリンダヘッド。
3. 請求項１または２に記載のシリンダヘッドであって、
   前記プラグ孔と２つの前記吸気ポートとの間に、燃料噴射弁を挿通するための噴射弁孔が前記プラグ孔と隣り合わせで設けられ、
   前記中央流路部の内面のうち、前記プラグ孔の周方向に延びる内周面は、当該プラグ孔を取り囲むように延びる円弧状の曲面と、当該曲面よりも前記プラグ孔側に向かって張り出している張出面とを備えており、
   前記張出面は、前記プラグ孔と前記排気ポートとの間に位置している
   シリンダヘッド。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のシリンダヘッドであって、
   前記プラグ孔と２つの前記吸気ポートとの間に、燃料噴射弁を挿通するための噴射弁孔が前記プラグ孔と隣り合わせで設けられ、
   前記中央流路部は、前記プラグ孔及び前記噴射弁孔の双方を取り囲むように区画されているとともに、前記プラグ孔と前記噴射弁孔との間の領域に向けて突出する部位を有している
   シリンダヘッド。