JP4623581B2 - 液冷式内燃機関におけるシリンダヘッド - Google Patents

Description

本発明は，液冷式の内燃機関において，冷却液ジャケットを備えるとともに，この冷却液ジャケットとラジエータ及びヒータコアとに対する冷却液ポートを備えて成るシリンダヘッドに関するもである。

先行技術としての特許文献１には，液冷式の内燃機関において，内部に冷却液ジャケットを形成して成るシリンダヘッドにおける一つの側面に，前記冷却液ジャケットにおいて暖められた冷却液をラジエータに排出するようにした冷却液アウトレットポート，前記ラジエータに冷やされた冷却液を前記冷却液ジャケットに戻すようにした冷却液戻りポート，及び冷却液ジャケットにおいて暖められた冷却液をカーヒータ用のヒータコアに供給するようにした冷却液供給ポートを設けるという構成が記載されている。
特開２００２−３３９７４９号公報

ところで，前記した構成において，シリンダヘッドの冷却液ジャケットにおける冷却液がラジエータとの間を循環するとき，この循環する冷却液に含まれる空気は，ラジエータの箇所において冷却液より逐次分離される。

しかし，前記先行技術においては，シリンダヘッドからラジエータへの冷却液アウレットポートと，シリンダヘッドからヒータコアへの冷却液供給ポートとを，同じ高さ位置に並べて設けるという構成にしていることにより，前記ヒータコアには，冷却液と一緒に多量の空気が送られることになるから，このヒータコアにおける暖房性能が低下するばかりか，騒音を発生するという問題があった。

本発明は，この問題を解消したシリンダヘッドを提供することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するため本発明は，
「内部に，シリンダブロック側への供給側冷却液ジャケットと，シリンダブロック側からの出口側冷却液ジャケットとを形成して成る液冷式内燃機関におけるシリンダヘッドにおいて，
前記シリンダヘッドの側面のうち前記供給側冷却液ジャケットの部分に，ラジエータからの冷却液戻りポート及びカーヒータ用ヒータコアからの冷却液戻りポートを設ける一方，前記シリンダヘッドの側面のうち前記出口側冷却液ジャケットの部分に，前記ラジエータへの冷却液アウトレットポートと前記ヒータコアへの冷却液供給ポートとを，冷却液供給ポートを冷却液アウトレットポートより低い高さの部位に位置して設けるとともに，冷却液の温度センサーを，前記冷却液アウトレットポートと前記冷却液供給ポートとの高さ方向の間の部位に設けた。」
ことを特徴としている。

シリンダヘッドの出口側冷却液ジャケット内における冷却液に含まれる空気は，冷却液の液面に浮上するから，前記したように，前記出口側冷却液ジャケットからヒータコアへの冷却液供給ポートを，前記出口側冷却液ジャケットからラジエータへの冷却液アウトレットポートより低い高さの部位に位置するという構成にすることにより，前記出口側冷却液ジャケット内における冷却液が，ラジエータとの間を循環する場合，及びラジエータとの間を循環しない場合のいずれの場合においても，前記ヒータコアへの冷却液供給ポートに冷却液と一緒に空気が吸い込まれることを確実に低減できるから，前記ヒータコアにおける暖房性能を高い値に保持できるとともに，このヒータコアに騒音が発生することを回避できる。
しかも，前記出口側冷却液ジャケットにおける冷却液の温度センサーを，前記ラジエータへの冷却液アウトレットポートと，前記ヒータコアへの冷却液供給ポートとの高さ方向の間の部位に設けたことにより，前記温度センサーは，前記出口側冷却液ジャケットにおける冷却液の温度を，当該冷却液が冷却液アウトレットポートから流出する場合と，冷却液供給ポートから流出する場合の両方について正確に検出することができる。

以下，本発明の実施の形態を，図１〜図３の図面について説明する。

この図において，符号１は，車両におけるエンジンルーム（図示せず）に搭載した多気筒内燃機関を示し，この多気筒内燃機関１は，冷却液ジャケット３を有するシリンダブロック２の上面に，シリンダヘッド４を，その間にシール用のガスケット５を挟んで締結したものに構成されている。

前記シリンダヘッド４には，各気筒への吸気弁付き吸気ポート６が，シリンダヘッド４における一方の長手側面４ａに開口するように形成されていると共に，各気筒からの排気弁付き排気ポート７が他方の長手側面４ｂに開口するように形成されている。

前記シリンダヘッド４における内部には，前記排気ポート７側の部分に，前記シリンダブロック２における冷却液ジャケット３に各気筒の箇所において連通する出口側冷却液ジャケット８が，気筒列の方向に延びるように形成されているとともに，前記吸気ポート６側の部分に，前記シリンダブロック２側への供給側冷却液ジャケット９が，気筒列の方向に延びるように形成されている。

また，前記シリンダヘッド４における長手方向の一端における側面４ｃには，図２に示すように，前記出口側冷却液ジャケット８の部分に，当該出口側冷却液ジャケット８からエンジンルーム（図示せず）内等に設置したラジエータ１０への冷却液アウトレットポート１１が，前記供給側冷却液ジャケット９の部分に，前記ラジエータ１０から当該供給側冷却液ジャケット９の一端への冷却液戻りポート１２とが穿設されている。

また，前記シリンダヘッド４の内部には，前記出口側冷却液ジャケット８と前記供給側冷却液ジャケット９の一端とを連通する連通孔１３が，前記冷却液戻りポート１２に対向する部位に穿設され，この連通孔１３と前記冷却液戻りポート１２との間に形成したサーモスタット弁室１４内には，冷却液の温度が低いとき冷却液戻りポート１２を閉じて連通孔１３を開き，冷却液の温度が高くなると連通孔１３を閉じて冷却液戻りポート１２を開くように作動するサーモスタット弁１５が着脱自在に設けられている。

一方，前記シリンダヘッド４における長手方向の他端部には，前記供給側冷却液ジャケット９の他端からの冷却液出口１６が穿設され，この冷却液出口１６から排出された冷却液は，前記シリンダブロック２側に設けられている冷却液ポンプ１７にて，前記シリンダブロック２における冷却液ジャケット３に送られ，この冷却液ジャケット３から前記シリンダヘッド４における出口側冷却液ジャケット８に流出するように構成されている。

そして，前記シリンダヘッド４における側面４ｃに，前記出口側冷却液ジャケット８から車両におけるカーヒータ用ヒータコア１８への冷却液供給ポート１９と，前記ヒータコア１８から前記供給側冷却液ジャケット９への冷却液戻りポート２０とを設けるにおいては，前記ヒータコア１８への冷却液供給ポート１９を，図３に示すように，前記ラジエータ１０への冷却液アウトレットポート１１より適宜寸法Ｈだけ低い高さの部位に位置するという構成にしている。

この構成において，ラジエータ１０にて冷却された冷却液は，当該冷却液が所定の温度まで高くなった状態において，前記供給側冷却液ジャケット９の一端に，サーモスタット弁１５にて開いている冷却液戻りポート１２から供給され，この供給側冷却液ジャケット９内を気筒列の方向に流れたのち，その他端における冷却液出口１６から冷却液ポンプ１７にてシリンダブロック２の冷却液ジャケット３を経てシリンダヘッド４における出口側冷却液ジャケット８に導入され，次いで，シリンダヘッド４における冷却液アウトレットポート１１から前記ラジエータ１０に戻るという循環を行うことになるから，内燃機関１を吸気先行冷却方式によって冷却することができる。

一方，前記出口側冷却液ジャケット８において暖められた冷却液の一部は，冷却液供給ポート１９からカーヒータ用ヒータコア１８に供給されたのち，このヒータコア１８から冷却液戻りポート２０を経て前記供給側冷却液ジャケット９に戻るように循環するから車両における車内を暖房することができる。

そして，前記冷却液の温度が低くて，前記サーモスタット弁１５が，冷却液戻りポート１２を閉じて連通孔１３を開いているとき，前記出口側冷却液ジャケット８において暖められた冷却液は，前記連通孔１３及びヒータコア１８を経て前記供給側冷却液ジャケット９に戻るという循環を行う。

前記出口側冷却液ジャケット８からラジエータ１０への冷却液アウトレットポート１１は，前記ヒータコア１８への冷却液供給ポート１９より高い部位に位置していることにより，この冷却液アウトレットポート１１には，空気を多く含んだ状態の冷却液が流入する一方，前記ヒータコア１８への冷却液供給ポート１９は，前記ラジエータ１０への冷却液アウトレットポート１１より低い部位に位置していることにより，この冷却液供給ポート１９には，空気の少ない冷却液が流入するから，前記冷却液供給ポート１９に冷却液と一緒に空気が吸い込まれることを確実に低減できる。

この場合，前記ヒータコア１８への冷却液供給ポート１９を，図示のように，シリンダヘッド４における下面に近接した部位，つまり，出口側冷却液ジャケット８における内底面に設けることにより，ヒータコア１８により高い温度の冷却液を供給できるから，暖房性能を向上できる。

また，内燃機関１を，車両におけるエンジンルーム内に，例えば特開２００１−１０７７２９号公報等に記載されているように，そのクランク軸の方向から見て（図１），シリンダ軸線２１を水平面に対して適宜角度だけ傾斜（スラント）して搭載する場合においては，この傾斜（スラント）した状態においても，前記ヒータコア１８への冷却液供給ポート１９を，前記ラジエータ１０への冷却液アウトレットポート１１より低い高さの部位に位置するという構成にすることにより，前記同様に効果を得ることができる。

なお，前記図示した実施の形態においては，連通孔１３を，サーモスタット弁１５にて開閉する場合であったが，この連通孔１３に対して，当該連通孔１３の前後に，出口側冷却液ジャケット８側の圧力が供給側冷却液ジャケット９側の圧力よりも高くなるというように，一定以上の圧力差ができたときにおいて開くようにした開閉弁を設けるという構成にすることができる。

これに加えて，前記シリンダヘッド４における側面４ｃのうち前記出口側冷却液ジャケット８の部分には，図３に示すように，前記ラジエータ１０への冷却液アウトレットポート１１と，前記ヒータコア１８への冷却液供給ポート１９との高さ方向の間の部位に，前記出口側冷却液ジャケット８における冷却液の温度センサー２１を設けている。
これにより，前記温度センサー２１は，冷却液における温度を，当該冷却液が冷却液アウトレットポート１１から流出する場合と，冷却液供給ポート１９から流出する場合の両方について正確に検出することができる。

実施の形態による内燃機関の一部切欠縦断正面図である。 図１のII−II視平断面図である。 図２のIII −III 視側面図である。

１ 内燃機関
２ シリンダブロック
３ 冷却液ジャケット
４ シリンダヘッド
６ 吸気ポート
７ 排気ポート
８ 出口側冷却液ジャケット
９ 供給側冷却液ジャケット
１０ ラジエータ
１１ 冷却液アウトレットポート
１２ 冷却液戻りポート
１３ 連通孔
１５ サーモスタット弁
１８ ヒータコア
１９ 冷却液供給ポート
２０ 冷却液戻りポート
２１ 温度センサー

Claims (1)

1. 内部に，シリンダブロック側への供給側冷却液ジャケットと，シリンダブロック側からの出口側冷却液ジャケットとを形成して成る液冷式内燃機関におけるシリンダヘッドにおいて，
   前記シリンダヘッドの側面のうち前記供給側冷却液ジャケットの部分に，ラジエータからの冷却液戻りポート及びカーヒータ用ヒータコアからの冷却液戻りポートを設ける一方，前記シリンダヘッドの側面のうち前記出口側冷却液ジャケットの部分に，前記ラジエータへの冷却液アウトレットポートと前記ヒータコアへの冷却液供給ポートとを，冷却液供給ポートを冷却液アウトレットポートより低い高さの部位に位置して設けるとともに，冷却液の温度センサーを，前記冷却液アウトレットポートと前記冷却液供給ポートとの高さ方向の間の部位に設けたことを特徴とする液冷式内燃機関におけるシリンダヘッド。

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