JP2555691Y2 - 内燃機関のシリンダヘッド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はシリンダヘッド本体に複
数の給気口と複数の排気口を有し、それぞれ口に弁を設
ける形式のシリンダヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関、例えばデーゼルエンジンに用
いられるいわゆる４弁式のシリンダヘッドは、シリンダ
ヘッド本体に給気通路および排気通路を設けるととも
に、シリンダヘッド本体の下面に給気通路に連通する２
個の給気口および前記排気通路に連通する２個の排気口
を形成し、これら２個の給気口と２個の排気口に夫々弁
を設ける形式のものである。この形式のシリンダヘッド
では、２個の給気口と２個の排気口を対向して形成し、
燃料噴射ノズルをこれら給気口と前記排気口に挟まれた
部分に設けている。

【０００３】４弁式のシリンダヘッドでは、冷却水を流
すために、シリンダヘッド本体の内部を上下２段の室に
分けて、冷却水を下段室から噴射ノズルに沿わせて上段
室に流す構成を採用したものがある。すなわち、シリン
ダヘッド本体の内部に仕切壁を介して上段と下段に仕切
られた冷却水用の室を形成し、仕切壁に噴射ノズルを囲
む孔を形成する。そして、シリンダヘッド本体の下側に
設けたクランクケースを流れてきた冷却水を下段室から
仕切壁の噴射ノズルを囲む孔を介して上段室に流し、上
段室から外部に流出させる。このように冷却水が流れる
過程で、シリンダヘッド本体および噴射ノズルを冷却す
る。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかし、前記のような
冷却方式が採用された４弁式のシリンダヘッドでは、シ
リンダヘッド本体の下段室における２個に給気口の間の
壁部分および２個の排気口の間の壁部分の熱応力が高
く、この結果シリンダヘッドの性能に影響を及ぼすこと
が懸念されるという問題がある。

【０００５】本考案は前記事情に基づいてなされたもの
で、複数の給気口の間の部分と、複数の排気口の間の部
分における熱応力の発生を抑制して信頼性の高い複数弁
式のシリンダヘッドを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段と作用】本考案の考案者
は、従来の４弁式のシリンダヘッドにおいて、シリンダ
ヘッド本体における２個の給気口の間の壁部分と、２個
の排気口の間の壁部分の熱応力が高いという問題につい
て種々研究を重ねてきた。この結果次のことが分かっ
た。従来採用されてきた冷却方式では、シリンダヘッド
本体の下段室における２個の給気口の間の空隙部分を通
る冷却水の流れと、２個の排気口の間の空隙部分を通る
冷却水の流れが十分に形成されず、これにより２個の給
気口の間の壁部分と２個の排気口の間の壁部分が十分冷
却されず、高い熱応力が生じる。

【０００７】本考案は、この知見に基づいて考案された
ものである。

【０００８】すなわち、本考案の内燃機関のシリンダヘ
ッドは、シリンダヘッド本体の内部に給気通路および排
気通路が設けられるとともに、前記シリンダヘッド本体
の下面に前記給気通路に連通する複数の給気口およびこ
れらの給気口と対向して前記排気通路と連通する複数の
排気口が形成され、前記シリンダヘッド本体の内部の前
記給気口と前記排気口に挟まれた部分に上下方向に燃料
噴射ノズルが設けられ、さらに前記シリンダヘッド本体
の内部に仕切壁を介して上段と下段に仕切られた冷却水
用の室が形成され、前記仕切壁に前記噴射ノズルを通す
孔が形成され、冷却水が前記シリンダヘッド本体の下段
室から前記仕切壁の前記噴射ノズルを通す孔を介して前
記上段室に流されるシリンダヘッドにおいて、前記下段
室には、前記冷却水を前記複数の給気口の間の空隙部お
よび前記複数の排気口の間の空隙部に向けて導く案内部
が形成され、前記仕切壁には、前記複数の給気口の間の
空隙部および前記複数の排気口の間の空隙部を通過した
前記冷却水の流れの前方に位置して前記下段室と前記上
段室とを連通する連通孔が形成されていることを特徴と
するものである。

【０００９】この構成によれば、シリンダヘッド本体の
下段室に流入してきた冷却水の一部は、案内部に沿って
複数の給気口の間に形成される空隙部および複数の排気
口の間に形成される空隙部に導かれ、さらに複数の給気
口の間の空隙部および複数の排気口の間の空隙部を通過
した冷却水が仕切壁に形成された連通孔を通って上段室
に入る。このため、複数の給気口の間の壁部分と複数の
排気口の間の壁部が十分冷却され、これの箇所に高い熱
応力が発生することを抑制できる。

【００１０】

【実施例】以下、本考案の一実施例について第１図ない
し第３図を参照して説明する。

【００１１】この実施例の４弁式のシリンダヘッドに適
用したものである。

【００１２】図１は図２のＺ−Ｚ線に沿う断面図、図２
は図１のＹ−Ｙ線に沿う断面図、図３は図１のＸ−Ｘ線
に沿う断面図である。

【００１３】図中１はシリンダヘッド本体で、このシリ
ンダヘッド本体１は図示しないシリンダブロックの上側
に設けられる。図１はシリンダブロックに設けたシリン
ダのうち１組のシリンダに対応する部分を示している。
シリンダヘッド本体１の内部には２個の給気通路２、３
および１個の排気通路４が設けられ、これらの通路を囲
んで空間部が形成されている。給気通路２、３はシリン
ダヘッド本体１の一側面からシリンダブロックのシリン
ダの上側に伸びて下方に曲り、シリンダヘッド本体１の
下面に形成された２個の給気口５、６に接続されてい
る。排気通路４はシリンダヘッド本体１の他側面からシ
リンダブロックのシリンダの上側に伸びて下方に曲り、
シリンダヘッド本体１の下面に形成された２個の排気口
７、８に接続されている。ここで、２個の給気口５、６
は間隔を存して並んで形成され、２個の排気口７、８は
２個の給気口５、６に間隔を存した箇所にこれと対向し
て並んで位置している。図３では給気通路２と給気口
５、排気通路４と排気口８を示している。図１において
２ａ，３ａ，４ａ、４ｂは給気通路２、３と排気通路４
が給気口５、６と排気口７、８に接続するために下方に
向けて曲がった端部を示している。

【００１４】図中９、１０、１１、１２は各通路２、
３、４の端部２ａ，３ａ，４ａ、４ｂからシリンダヘッ
ド本体１の上面部にかけて上下方向に形成された弁軸支
持部で、各給気口５、６と各排気口７、８に夫々設けた
図示しない弁の軸部を支持している。すなわち、これら
弁は給気口５、６と各排気口７、８を開閉する弁部と、
この弁部に連なる軸部とからなるもので、弁軸を上側垂
直にして配置されている。各弁は軸部を各弁軸支持部
９、１０、１１、１２に移動自在挿通して昇降自在に設
けられ、その昇降により各各給気口５、６と各排気口
７、８を開閉する。

【００１５】図２および図３に示すようにシリンダヘッ
ド本体１において各給気口５、６と各排気口７、８に囲
まれた部分、すなわち各通路２、３、４の端部２ａ，３
ａ，４ａ、４ｂに囲まれた部分には、燃料噴射用の噴射
ノズル１３が配置され、この噴射ノズル１３はシリンダ
ヘッド本体１の上部と下部に形成した孔１４、１５に支
持されている。

【００１６】シリンダヘッド本体１の内部において給気
通路２、３と排気通路４を除く空間部の上下方向中間に
は水平な仕切壁１６が形成され、この仕切壁１６によっ
てシリンダヘッド本体１の内部の空間部が下段室１７と
下段室１８とに仕切られている。仕切壁１６には噴射ノ
ズル１３を逃すため、すなわち噴射ノズル１３を囲む孔
１９が形成されている。この孔１９は必要な量の冷却水
を流すために噴射ノズル１３に対して所定の大きさの間
隙を形成するように直径を有している。

【００１７】下段室１７について説明する。シリンダヘ
ッド本体１の下部の壁には、冷却水を供給する給水通路
２０、２１が形成されている。給水通路２０、２１は一
端がシリンダヘッド本体１の下面で開口し、シリンダブ
ロックのクランクケースに形成した冷却水通路に接続し
ている。給水通路２０、２１の他端は孔１５の上側に位
置して噴射ノズル１３を囲んで形成した給水口２２に連
通している。この給水口２２は下段室１７に開放されて
下段室１７に給水行うようになっている。下段室１７に
おいて給気通路２の端部２ａと、この端部２ａに対向す
る排気通路４の端部４ａとの間に案内部２３が起立して
形成され、給気通路３の端部３ａとこの端部３ａに対向
する排気通路４の端部４ｂとの間に案内部２４が起立し
て形成されている。案内部２３は各端部２ａ、４ａの外
面と、各端部２ａ、２ａに挟まれた下段室１７の下面に
連続して形成され、且つ仕切壁１６の下面に対して空隙
部を形成するように所定の高さで形成されている。案内
部２４は各端部３ａ，４ｂの外面と、各端部３ａ，４ｂ
に挟まれた下段室１７の下面に連続して形成され、且つ
仕切壁１６の下面に対して空隙部を形成するように所定
の高さで形成されている。案内部は２３は端部２ａと端
部４ａとの間の冷却水の流れを規制し、案内部は２４は
端部３ａと端部４ｂとの間の冷却水の流れを規制する。
このため、各端部２ａ、３ａ、４ａ、４ｂに囲まれた部
分において冷却水の一部は、給気通路２の端部２ａと給
気通路３の端部３ａとの間の空隙部、すなわち給気口５
と給気口６との間の空隙部、排気通路４の端部４ａと端
部４ｂとの間の空隙部、すなわち排気口７と排気口８と
の間の空隙部に向けて案内する機能を有している。

【００１８】仕切壁１６には、給気通路２の端部２ａと
給気通路３の端部３ａとの間の空隙部を通過した冷却水
の流れの前方に位置して、下段室１７と上段室１６とを
連通する連通孔２５が形成されている。具体的には仕切
壁１６において給気通路２に対して孔１９とは反対側の
箇所に連通孔２５が形成される。仕切壁１６には、排気
通路４の端部４と端部４ｂとの間の空隙部を通過した冷
却水の流れの前方に位置して、下段室１７と上段室１６
とを連通する連通孔２６が形成されている。具体的には
仕切壁１６において排気通路４に対して孔１９とは反対
側の箇所に連通孔２６が形成される。

【００１９】上段室１８は、シリンダヘッド本体１に形
成された図示しない冷却水の出口に連通している。

【００２０】なお、図中２７はシリンダヘッド本体１に
上下方向に沿って形成された複数の孔で、これらの孔２
７はシリンダヘッド本体１を他の部品と組み合わせて組
み立てる場合に位置決めピンを差し込むなどに使用され
る。

【００２１】冷却水の流れについて説明する。

【００２２】クランクケースから流れてきた冷却水は、
シリンダヘッド本体１の給水通路２０、２１を通り給水
口２２から下段室１７における各通路２、３、４の端部
２ａ，３ａ、４ａ，４ｂに囲まれた部分に流入する。流
入した冷却水の一部は、噴射ノズル１３に沿って上昇し
仕切壁１６に孔１９を通り上段室１８に流入する。これ
により噴射ノズル１３を冷却する。

【００２３】また、各通路２、３、４の端部２ａ，３
ａ、４ａ，４ｂに囲まれた部分に流入した冷却水の一部
は、案内部２３と仕切壁１６との間および案内部２４と
仕切壁１６との間を夫々通って下段室１７の全体に拡散
する。

【００２４】さらに、各通路２、３、４の端部２ａ，３
ａ、４ａ，４ｂに囲まれた部分に流入した冷却水の一部
は、給気通路２の端部２ａと給気通路３の端部３ａとの
間の空隙部と、排気通路４の端部４ａと端部４ｂとの間
の空隙部に向けて案内される。そして、給気通路２の端
部２ａと給気通路３の端部３ａとの間の空隙部を通った
冷却水は、給気通路２に下側を流れ、仕切壁１６に形成
した連通孔２５を通って上段室１８に流入する。排気通
路４の端部４ａと端部４ｂとの間の空隙部を通った冷却
水は、排気通路４の下側を流れ、仕切壁１６に形成した
連通孔２６を通って上段室１８に流入する。また、下段
室１７に拡散した冷却水も連通孔２５、２６を通って上
段室１８に流入する。これらの冷却水の流れは、図１に
おいて仮想線Ａ、Ｂにて示す。

【００２５】このようにして冷却水が下段室１７の各部
を冷却する。特に冷却水が、給気通路２の端部２ａと給
気通路３の端部３ａとの間の空隙部と、排気通路４の端
部４ａと端部４ｂとの間の空隙部を通ることにより、給
気口５と給気口６との間に位置する下段室１７の下部壁
と、排気口７と排気口８との間に位置する下段室１７の
下部壁を充分冷却する。このため、２個の給気口の間の
壁部分と２個の排気口の間の壁部分が十分冷却され、こ
れの箇所に高い熱応力が発生することを抑制できる。

【００２６】上段室１８に流入した冷却水は上段室１８
の各部および噴射ノズル１３を冷却して外部に流出す
る。

【００２７】なお、本考案は前述した実施例に限定され
ず、種々変形して実施することができる。例えばシリン
ダヘッド本体に設ける給気口および排気口の数は２個に
限定されず３個以上の数の場合も含む。

【００２８】

【考案の効果】以上説明したように本考案の内燃機関の
シリンダヘッドによれば、シリンダヘッド本体の下段室
に流入してきた冷却水の一部を、案内部に沿って複数の
給気口の間に形成される空隙部および複数の排気口の間
に形成される空隙部に導き、さらに複数の給気口間の空
隙部および複数の排気口間の空隙部を通過した冷却水を
仕切壁に形成した連通孔を通って上段室に入るようにし
て、複数の給気口の間の壁部分と複数の排気口の間の壁
部分を十分に冷却し、この箇所に高い熱応力が発生する
ことを抑制して高い信頼性を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示し、図２のＺ−Ｚ線に沿
う断面図。

【図２】同じ実施例において図１のＹ−Ｙ線に沿う断面
図。

【図３】同じ実施例において図１のＸ−Ｘ線に沿う断面
図一部切欠正面図。

【符号の説明】

１…シリンダヘッド本体、２、３…給気通路、４…排気
通路、５、６…給気口、７、８…排気口、１３…噴射ノ
ズル、１６…仕切壁、１７…下段室、１８…上段室、１
９…孔、２３、２４…案内部、２５、２６…連通孔。

フロントページの続き (72)考案者 松本 章 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭62−138849（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッド本体の内部に給気通路お
   よび排気通路が設けられるとともに、前記シリンダヘッ
   ド本体の下面に前記給気通路に連通する複数の給気口お
   よびこれらの給気口と対向して前記排気通路と連通する
   複数の排気口が形成され、前記シリンダヘッド本体の内
   部の前記給気口と前記排気口に挟まれた部分に上下方向
   に燃料噴射ノズルが設けられ、さらに前記シリンダヘッ
   ド本体の内部に仕切壁を介して上段と下段に仕切られた
   冷却水用の室が形成され、前記仕切壁に前記噴射ノズル
   を通す孔が形成され、冷却水が前記シリンダヘッド本体
   の下段室から前記仕切壁の前記噴射ノズルを通す孔を介
   して前記上段室に流されるシリンダヘッドにおいて、前
   記下段室には、前記冷却水を前記複数の給気口の間の空
   隙部および前記複数の排気口の間の空隙部に向けて導く
   案内部が形成され、前記仕切壁には、前記複数の給気口
   の間の空隙部および前記複数の排気口の間の空隙部を通
   過した前記冷却水の流れの前方に位置して前記下段室と
   前記上段室とを連通する連通孔が形成されていることを
   特徴とする内燃機関のシリンダヘッド。