JP6201858B2 - エンジンのシリンダヘッド構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのシリンダヘッド構造に関し、特に、シリンダヘッドの内部に形成されたウォータジャケットを流れる冷却水をシリンダヘッドの外部に流出させる冷却水出口開口部における圧力損失の低減を図る技術に関する。

エンジンを構成するシリンダヘッドの側壁には、例えば特許文献１に示すように、その内部に形成されたウォータジャケットからの冷却水が外部に流出する冷却水出口開口部が形成されている。この冷却水出口開口部は、ウォータジャケット成形用の中子を利用して成形される。特にウォータジャケットが上下に分割されている場合、冷却水出口開口部も上下に分割された中子を用いて成形される。上下に分割された中子で冷却水出口開口部を成形すると、上下両中子の合わせ面にバリが発生するため、このバリを除去して冷却水出口開口部の内周面を滑らかにしている。

特開２０１２−２１７０号公報

しかしながら、上記のように冷却水出口開口部のバリを除去してその内周面を滑らかにした場合、上側のウォータジャケットを流れてきた冷却水と下側のウォータジャケットを流れてきた冷却水とが冷却水出口開口部で合流する。その際、冷却水出口開口部の周方向に旋回する旋回流が生じる。その結果、冷却水出口開口部で冷却水の圧力損失が生じるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷却水出口開口部における冷却水の圧力損失を低減させることにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、冷却水出口開口部の内周面における上下一対のウォータジャケットからの合流位置に対応する部位にリブを設けたものである。

具体的には、本発明は、エンジンを構成するシリンダヘッドの内部にウォータジャケットが形成されていると共に、上記シリンダヘッドの側壁に、該ウォータジャケットと連通し、かつ該ウォータジャケットからの冷却水が上記シリンダヘッドの外部に流出する冷却水出口開口部が形成されたエンジンのシリンダヘッド構造を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、上記ウォータジャケットは、上下に一対形成され、上側の上記ウォータジャケットと下側の上記ウォータジャケットとは、上記冷却水出口開口部で繋がっており、上記冷却水出口開口部の内周面における上記一対のウォータジャケットからの冷却水の合流位置に対応する部位には、上記冷却水出口開口部の内側に突出するリブが形成され、上記上側のウォータジャケットは、第１の中子によって成形され、上記下側のウォータジャケットは、上記第１の中子とは別体の第２の中子によって成形され、上記冷却水出口開口部は、上記第１の中子の一部と上記第２の中子の一部とによって成形され、上記リブは、上記第１の中子における上記両中子の合わせ面位置における外周端に凹設された第１の凹部と、上記第２の中子の上記合わせ面位置における外周端に凹設された第２の凹部と、によって成形されることを特徴とする。

第１の発明によれば、上側のウォータジャケットからの冷却水と下側のウォータジャケットからの冷却水が冷却水出口開口部に流れ込む。このとき、上下の冷却水が合流することによって冷却水出口開口部の周方向に旋回する旋回流が生じようとするが、冷却水出口開口部の内周面に形成されたリブがこの旋回流を弱める。したがって、冷却水の圧力損失を低減することができる。また、このリブによって冷却水が整流されるため、冷却水をシリンダヘッドの外部にスムーズに流すことができる。

２つの中子のそれぞれの一部を合わせて冷却水出口開口部を成形する際、合わせ面にバリが発生する。そのため、バリ除去加工が必要となる。しかしながら、素材のばらつきやバリ除去加工の精度にバラツキがあるため、バリだけではなく、製品そのものを削るおそれがある。製品そのものが削れると、冷却水出口開口部の周囲におけるシール性が損なわれ、望ましくない。そこで、このような削り過ぎを見越して冷却水出口開口部を設計する必要があるが、そうすると、冷却水出口開口部の周辺構造が大型化してしまうという問題がある。そのような大型化を回避するために、バリ除去加工の高精度化が望ましいが、加工時間の延長や設備導入が必要となり、コストが嵩むという問題がある。

そこで、第１の発明によれば、シリンダヘッドの成形後、両中子の合わせ面位置には、比較的薄いバリが形成され、このバリの周囲には、当該バリよりも厚いリブが形成される。そのため、バリ除去加工時に、バリが削られるものの、その周囲の厚いリブは削られ難い。したがって、リブが残り、製品形状、つまりシリンダヘッドそのものの形状が保持される。その結果、冷却水出口開口部周囲のシール性が確保される。

第２の発明は、第１の発明において、上記エンジンは、複数の気筒を有し、該複数の気筒毎に排気ポートが配設され、上記シリンダヘッドの内部には、複数の上記排気ポートが集合されて一体に形成されていることを特徴とする。

第２の発明によれば、上下に分割された中子によって成形する必要がある排気ポート集合構造において、第１の発明と同様の効果を得ることができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記エンジンは、上記シリンダヘッドに吸気ポート及び排気ポートが形成されると共に、上記吸気ポートを開閉可能な吸気バルブ及び上記排気ポートを開閉可能な排気バルブが設けられた気筒を有するディーゼルエンジンであり、上記吸気バルブ及び排気バルブは、それぞれ上記気筒と略平行な軸を有し、上記吸気ポート及び排気ポートは、反気筒側に向かってそれぞれ上記吸気バルブの軸及び排気バルブの軸から離れる方向に傾斜し、上記上側のウォータジャケット及び下側のウォータジャケットは、それぞれ上記排気ポートの上側及び下側に形成されていることを特徴とする。

第３の発明によれば、ディーゼルエンジンの場合、排気ポートが反気筒側に向かって排気バルブの軸から離れる方向に傾斜し、その上下にウォータジャケットが形成されている。そのため、シリンダヘッド製造時には、１つの中子で上下のウォータジャケットを成形することが困難であるが、２つの中子で成形するため、シリンダヘッドの製造が比較的容易となる。

以上、本発明によれば、冷却水出口開口部における冷却水の圧力損失を低減させることができる。

本発明の実施形態に係るエンジンのシリンダヘッド構造を備えたシリンダヘッドの水平断面図である。 本発明の実施形態に係るエンジンのシリンダヘッド構造を備えたシリンダヘッドの後方側を示す側面図である。 シリンダヘッドのウォータジャケットを示す斜視図である。 シリンダヘッドの冷却水出口開口部周辺の内部構造を示す断面斜視図である。 シリンダヘッドのウォータジャケット成形用の中子を示す斜視図であって、（ａ）はジャケット本体中子と排気側ジャケット中子とを合体させる前の状態を示す図であり、（ｂ）はジャケット本体中子と排気側ジャケット中子とを合体させた状態を示す図である。 鋳造直後のシリンダヘッドを示す図であって、（ａ）は図２相当図であり、（ｂ）は図４相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

本実施形態では、本発明の実施形態に係るエンジンのシリンダヘッド構造をディーゼルエンジンに適用した例について説明する。

図１はディーゼルエンジン１００（以下、単に「エンジン１００」という。）を構成するシリンダヘッド１を示す水平断面図であり、図２はシリンダヘッド１の後方側の側面図であって、図１は図２のI-I線断面図である。上記エンジン１００は、シリンダブロック（図示せず）と、その上部に締結固定された上記シリンダヘッド１と、を備え、上記シリンダブロックの下部にはオイルパン（図示せず）が取り付けられる一方、上記シリンダヘッド１の上部には、シリンダヘッドカバー（図示せず）が取付けられる。上記シリンダブロック及びシリンダヘッド１は、シリンダボアの４つのコーナ部においてヘッドボルト２によって締結されている。なお、図１中、矢印Ｆはエンジン前方を示し、矢印Ｒはエンジン後方を示し、矢印ＩＮは吸気側を示し、矢印ＥＸは排気側を示している。

上記シリンダヘッド１には、１気筒当り２つの吸気バルブ孔３，３と、１気筒当り２つの排気バルブ孔４，４と、１気筒当たり１つの燃料噴射弁配設孔５とが形成されている。上記エンジン１００は、吸排気をクロスフロー式に成す吸気２弁排気２弁のＤＯＨＣエンジンを構成している。

上記各吸気バルブ孔３，３，…には、それぞれ独立した吸気ポート６，６，…が連通される一方、１気筒当り２つの排気バルブ孔４，４には平面視Ｙ字状の排気ポート７，７，…が連通されており、吸気２弁、排気２弁タイプの直列４気筒ディーゼルエンジンを構成している。上記各吸気バルブ孔３は、吸気バルブ（図示せず）によって開閉可能であって、該吸気バルブの軸は、気筒と略平行に延びており、上記吸気ポート６は、反気筒側に向かって該吸気バルブの軸から離れる方向に傾斜して延びている。一方、上記各排気バルブ孔４は、排気バルブ（図示せず）によって開閉可能であって、該排気バルブの軸は、気筒と略平行に延びており、上記排気ポート７は、反気筒側に向かって該排気バルブの軸から離れる方向に傾斜して延びている。

本実施形態では、エンジン前方から後方に向けてその長手方向（シリンダ列方向）に、第１気筒、第２気筒、第３気筒、第４気筒が形成されている。上記エンジン１００は、これら第１乃至第４気筒の各中心線が鉛直方向に対して所定角度傾斜するようにスラント状態に配設され、吸気側端部が排気側端部よりも上方に位置するように傾斜している。したがって、上記シリンダヘッド１も、吸気側端部が排気側端部よりも上方に位置するように傾斜している。

上記シリンダヘッド１において、上記第３気筒と上記第４気筒との気筒間に対応した排気側には、各Ｙ字状の上記排気ポート７に連通する排気集合部８が形成され、該各排気ポート７と排気集合部８とがシリンダ列方向に延びる連通路９を介して連通されている。このように、上記排気ポート７，７，…は、上記排気集合部８及び連通路９によってシリンダヘッド１内で集合され、一体形成されている。なお、上記排気集合部８よりも排気ガスの流れ方向下流側には、上記シリンダヘッド１の外部に配設された排気管（図示せず）が接続される。

また、上記シリンダヘッド１では、上記第４気筒の排気ポート７から分岐した連通路１０が設けられている。この連通路１０は、上記シリンダヘッド１の後方側に延びてエンジン幅方向に延びるＥＧＲ通路１１に連通している。

該ＥＧＲ通路１１は、上記排気ポート７から上記吸気ポート６へ排気ガスを還流させるための連通路であり、排気側から吸気側へ貫通するようにシリンダヘッド１に一体に形成されている。そして、吸気側には、ＥＧＲ通路１１の開口部１２が形成されており、この開口部１２よりも下流側には、ＥＧＲ量を調整するためのＥＧＲ弁（図示せず）が配設される。

上記ＥＧＲ通路１１は、排気ガスの流れ方向上流側、即ち排気側を構成する上流部１１ａと、排気ガスの流れ方向下流側、即ち吸気側を構成する下流部１１ｃと、上記上流部１１ａと該下流部１１ｃとを接続する中間部１１ｂと、を有している。上記上流部１１ａは、図１に示すように、排気側の連通路１０に連通している。また、上記シリンダヘッド１の後方側には、図１に示すように、上記上流部１１ａから後方側に分岐して開口するセンサ取付部１４が形成されている。

上記シリンダヘッド１の後方側の側壁１ａには、図１及び図２に示すように、板状のパイプブラケット１５が複数のボルト１６によって締結固定されており、上記センサ取付部１４の開口部１４ａは、該パイプブラケット１５によって閉じられている。

上記パイプブラケット１５には、排気圧センサ用パイプ１７が取り付けられており、図２に示す排気圧センサ１８が該排気圧センサ用パイプ１７を介して上記センサ取付部１４に接続されている。該排気圧センサ１８は、上記排気ポート７から上記連通路１０を介して上記ＥＧＲ通路１１を流れる排気ガスの圧力を検出し、検出結果を車両のＥＣＵ（Engine Control Unit）に出力する。

一方、上記ＥＧＲ通路１１の上流部１１ａ及び中間部１１ｂの周辺には、ウォータジャケット１３が形成されている。該ウォータジャケット１３は、上記シリンダブロックの内部に形成されたウォータジャケット（図示せず）から供給される冷却水を上記シリンダヘッド１内に流すものであり、シリンダ列方向の前方側から後方側に向かって上記第１気筒、第２気筒、第３気筒、第４気筒の順番で冷却水を流すように構成されている。上記シリンダヘッド１の後方側では、上記ウォータジャケット１３が、冷却性能の観点から、上記ＥＧＲ通路１１の上流部１１ａ及び中間部１１ｂの上側及び下側に配置されており、これら上流部１１ａ及び中間部１１ｂは、該ウォータジャケット１３の形状及び配置に応じて曲線状に形成されている。

図３は、上記シリンダヘッド１のウォータジャケット１３を示す斜視図である。該ウォータジャケット１３は、上記各気筒の燃焼室（図示せず）の周囲に設けられたジャケット本体１９（下側のウォータジャケット）と、各気筒の排気ポート７の反燃焼室側に設けられた排気側ジャケット２１（上側のウォータジャケット）と、を有している。

上記ジャケット本体１９は、各気筒の燃焼室の周囲近傍において各気筒の吸排気ポート７，７やプラグホールの外周を包み込むようにして上記シリンダヘッド１の長手方向全体に亘って形成されている。一方、上記排気側ジャケット２１は、上記各気筒の排気ポート７の上側近傍において上記シリンダヘッド１の長手方向全体に亘って形成されている。これらジャケット本体１９及び排気側ジャケット２１は、シリンダボア間及び長手方向両端部において連通しており、これにより、上記ジャケット本体１９を流れる冷却水が、順次、上記排気側ジャケット２１に流通する。

さらに、図２に示すように、上記シリンダヘッド１の後方側の側壁１ａにおける上記センサ取付部１４よりも吸気側には、上記ウォータジャケット１３を流れる冷却水が上記シリンダヘッド１の外部へ流出する冷却水出口開口部２３が形成されている。該冷却水出口開口部２３は、上記ＥＧＲ通路１１の中間部１１ｂに対応する位置に形成されており、上記ジャケット本体１９及び排気側ジャケット２１は、上記冷却水出口開口部２３で繋がっている。該冷却水出口開口部２３は、図２に一部一点鎖線で示すように、上記エンジン１００の前後方向から見て円形をなし、上記エンジン１００の前後方向に延びて上記シリンダヘッド１の後方側の側壁１ａを貫通している。

上記ジャケット本体１９は、上記ＥＧＲ通路１１の上流部１１ａだけでなく中間部１１ｂも冷却するために、該中間部１１ｂの吸気側端近傍まで延びている。そのため、図２に破線で示すように、該ジャケット本体１９は、上記冷却水出口開口部２３よりも吸気側に延びている。

同様に、上記排気側ジャケット２１も上記ＥＧＲ通路１１の上流部１１ａ及び中間部１１ｂを冷却するために、該中間部１１ｂの吸気側端近傍まで延びている。そのため、図２に破線で示すように、上記排気側ジャケット２１は、上記冷却水出口開口部２３よりも吸気側に延びている。図２には、これら上記ジャケット本体１９及び排気側ジャケット２１の吸気側に延びている部分を破線で示している。

上記排気側ジャケット２１の上記冷却水出口開口部２３よりも吸気側の部分を排気側ジャケット先端部２１ａとすると、上述の如く、上記エンジン１００がその吸気側端部が排気側端部よりも上方に位置するようにスラント状態に配設されているため、上記排気側ジャケット先端部２１ａは、上記冷却水出口開口部２３よりも上方に位置することになる。そうすると、上記ウォータジャケット１３への注水時に、上記排気側ジャケット先端部２１ａに溜まったエアが、上記冷却水出口開口部２３から抜けなくなる虞がある。

そこで、上記冷却水出口開口部２３の上側には、該冷却水出口開口部２３の上部周縁部から上方に延び、かつ上記シリンダヘッド１の後方側の側壁１ａに開口する連通部２５が形成されている。該連通部２５の吸気側の周縁は、上記冷却水出口開口部２３の吸気側の上部周縁から連続して、上方に向かって排気側に傾斜するように延びている一方、排気側周縁は、上記冷却水出口開口部２３の排気側の上部周縁から連続して、上方に向かって排気側に傾斜するように延びており、これら吸気側の周縁及び排気側の周縁は、上方に膨出する円弧状の周縁で繋がっている。そして、上記連通部２５の上端部は、上記排気側ジャケット２１の排気側ジャケット先端部２１ａの最上部と連通している。

これにより、上記ウォータジャケット１３への注水時に、該ウォータジャケット１３内のエアが冷却水によって徐々に外部に押し出され、最後に上記排気側ジャケット先端部２１ａの最上部に残るが、上記の如く当該最上部が上記連通部２５の上端部と連通しているため、上記排気側ジャケット先端部２１ａの最上部に残っているエアが上記連通部２５を通って上記シリンダヘッド１の外部に排出される。したがって、上記ウォータジャケット１３への注水時におけるエア抜きを確実に行うことができる。

一方、上記シリンダヘッド１の後方側の側壁１ａにおける上記冷却水出口開口部２３の上方の排気側及び吸気側には、それぞれ図２に仮想線で示すように燃料ポンプ２７（補機）及びブレーキ等の負圧作動機器の負圧補助を行うバキュームポンプ２９（補機）が取り付けられている。上記連通部２５は、これら燃料ポンプ２７及びバキュームポンプ２９の間に向かって上方に延びるように形成されている。これら上記燃料ポンプ２７及びバキュームポンプ２９の間は、狭小なスペースであり、他の補機類を取り付けることが困難なため、デッドスペース化している。上記連通部２５は、このデッドスペースとなっている箇所に形成されている。したがって、上記燃料ポンプ２７及びバキュームポンプ２９を上方に移動させることなく、上記連通部２５を形成することができる。そのため、上記エンジン１００の大型化を抑制することが可能となる。

ところで、上記ウォータジャケット１３を流れる冷却水は、上記ジャケット本体１９及び排気側ジャケット２１を前方側端部から後方側端部へと流れて、上記冷却水出口開口部２３で合流し、そして、該冷却水出口開口部２３及び連通部２５から外部へと流出する。この合流する際、上記ジャケット本体１９からの冷却水が下方から上記冷却水出口開口部２３に流れ込むと共に、上記排気側ジャケット２１からの冷却水が上方から上記冷却水出口開口部２３及び連通部２５に流れ込み、該冷却水出口開口部２３の上下方向中央部付近で合流した冷却水は、上記冷却水出口開口部２３の周方向に旋回するような旋回流を形成しようとする。この旋回流は、冷却水の圧力損失の原因となり、冷却水のスムーズな流れが阻害されるため、望ましくない。

そこで、上記の旋回流の生成を抑制するために、上記冷却水出口開口部２３の内周面における上下方向中央部には、リブ３１が該冷却水出口開口部２３の内側に突出するように形成されている。

図４は、シリンダヘッドの冷却水出口開口部周辺の内部構造を示す断面斜視図である。上記冷却水出口開口部２３は、上記シリンダヘッド１の後方側の側壁１ａに形成された周側面２３ａ及び上記ジャケット本体１９及び排気側ジャケット２１の連結部を形成する前側側面２３ｂによって形成されており、上記リブ３１は、上記周側面２３ａの上下方向中央部において前後方向に延びるように形成された一対の側方リブ部３１ａ，３１ａと上記前側側面２３ｂに形成された前方リブ部３１ｂとによって構成されている。

そうして、上記冷却水出口開口部２３及び連通部２５に、上記ジャケット本体１９及び排気側ジャケット２１からの冷却水が流れ込むと、この冷却水は、上記冷却水出口開口部２３の周側面２３ａに沿って周方向に流れるが、このとき、側方リブ部３１ａ，３１ａによってその流れが阻害される。その結果、冷却水の旋回流が殆ど形成されず、圧力損失が低減される。また、上記側方リブ部３１ａは、上記エンジン１００の前後方向に延びているため、冷却水は、この側方リブ部３１ａによって整流され、後方に向かってスムーズに流れる。

次に、上記シリンダヘッド１の製造方法について説明する。

上記シリンダヘッド１を製造する際には、該シリンダヘッド１の外壁面６面を成形する複数の砂型（これを外型という）と、複数の中子とが用いられる。

上記ジャケット本体１９は、ジャケット本体中子３３（第２の中子）によって成形され、上記排気側ジャケット２１は、排気側ジャケット中子３５（第１の中子）によって成形される。

図５は、上記シリンダヘッド１のウォータジャケット１３成形用の中子を示す斜視図であって、（ａ）はジャケット本体中子３３と排気側ジャケット中子３５とを合体させる前の状態を示す図であり、（ｂ）はジャケット本体中子３３と排気側ジャケット中子３５とを合体させた状態を示す図である。

上記ジャケット本体中子３３は、上記ジャケット本体１９に対応するジャケット本体部分３７と、上記冷却水出口開口部２３の下半部分に対応する開口部下半部分３９と、該開口部下半部分３９から上記ジャケット本体中子３３の長手方向に延びて、上記外型に支持される本体側支持部４１と、を有している。上記開口部下半部分３９の上記排気側ジャケット中子３５側の面３９ａは、平坦状をなし、その外周端には、上記リブ３１成形用の本体側凹部３９ｂ（第２の凹部）が凹設されている。また、上記本体側支持部４１の上記排気側ジャケット中子３３側の面も平坦状をなし、その中央部には、凹部４１ａが形成されている。

一方、上記排気側ジャケット中子３３は、上記排気側ジャケット２１に対応する排気側ジャケット部分４３と、上記冷却水出口開口部２３の上半部分及び上記連通部２５に対応する開口部上半部分４５と、該開口部上半部分４５から上記排気側ジャケット中子３５の長手方向に延びて、上記外型に支持される排気側支持部４７と、を有している。上記開口部上半部分４５の上記ジャケット本体中子３３側の面４５ａは、平坦状をなし、その外周端には、上記リブ３１成形用の排気側凹部４５ｂ（第１の凹部）が凹設されている。また、上記排気側支持部４７の上記ジャケット本体中子３３側の面も平坦状をなし、その中央部には、上記凹部４１ａに嵌合する突起４７ａが突設されている。

そして、上記突起４７ａが上記ジャケット本体中子３３の上記凹部４１ａに嵌合すると、図５（ｂ）に示すように両中子３３，３５が一体となり、その状態で、上記ジャケット本体中子３３の開口部下半部分３９と上記排気側ジャケット中子３５の開口部上半部分４５とが重ね合わされて、上記冷却水出口開口部２３及び連通部２５を成形するための中子が完成し、上記本体側凹部３９ｂと上記排気側凹部４５ｂとが一体となって上記リブ３１成形用の凹部となる。

上記シリンダヘッド１を製造する際には、先ず、外型によってキャビティを形成し、該キャビティ内には、ジャケット本体中子３３と排気側ジャケット中子３５とを一体とした中子と、上記排気ポート７、連通路９，１０及びＥＧＲ通路１１成形用の排気ポート中子と、上記吸気ポート６成形用の吸気ポート中子と、をセットする。その際、上記ジャケット本体中子３３の本体側支持部４１と上記排気側ジャケット中子３５の排気側支持部４７とを外型に支持させる。そして、上記キャビティにアルミニウム合金の溶湯を注湯する。

溶湯の凝固後、各外型の鋳抜きと各中子の除去を行う。このとき、排気ポート中子の除去により、排気ポート７、排気集合部８、連通路９，１０及びＥＧＲ通路１１及びセンサ取付部１４が一体に成形され、吸気ポート中子の除去により、吸気ポート６が成形され、さらに、ジャケット本体中子３３の除去により、ジャケット本体１９及び冷却水出口開口部２３の下半部分が成形され、排気側ジャケット中子３５の除去により、排気側ジャケット２１、冷却水出口開口部２３の上半部分及び連通部２５が成形される。そして、ジャケット本体中子３３の開口部下半部分３９と排気側ジャケット中子３３の開口部上半部分４５との合わせ面位置には、図６に示すように、比較的薄いバリ４９が形成されると共に、このバリ４９の外周端にリブ３１が形成される。

そして、最後に、バリ除去用の工具によって上記バリ４９を除去する。このとき、バリ４９は全て除去されるが、その外周のリブ３１は、比較的厚く形成されているため、その全てが除去される可能性が低い。その結果、シリンダヘッド１そのものが削り取られるおそれがなく、冷却水出口開口部２３の周囲のシール性を確保することができる。

−発明の実施形態の効果−
上記実施形態によれば、上側の排気側ジャケット２１からの冷却水と下側のジャケット本体１９からの冷却水が冷却水出口開口部２３に流れ込む。このとき、上下の冷却水が合流することによって冷却水出口開口部２３の周方向に旋回する旋回流が生じようとするが、冷却水出口開口部２３の内周面に形成されたリブ３１がこの旋回流を弱める。したがって、冷却水の圧力損失を低減することができる。また、このリブ３１によって冷却水が整流されるため、冷却水をシリンダヘッド１の外部にスムーズに流すことができる。

また、上記実施形態によれば、シリンダヘッド１の成形後、両中子３３，３５の合わせ面位置には、比較的薄いバリが形成され、このバリの周囲には、当該バリよりも厚いリブ３１が形成される。そのため、バリ除去加工時に、バリが削られるものの、その周囲の厚いリブ３１は削られ難い。したがって、リブ３１が残り、製品形状、つまりシリンダヘッド１そのものの形状が保持される。その結果、冷却水出口開口部２３周囲のシール性も確保される。

また、上記実施形態によれば、上下に分割された中子３３，３５によって成形する必要がある排気ポート集合構造において、冷却水の圧力損失を低減することができる。

さらに、上記実施形態によれば、ディーゼルエンジンの場合、排気ポート７が反気筒側に向かって排気バルブの軸から離れる方向に傾斜し、その上下に排気側ジャケット２１及びジャケット本体１９が形成されている。そのため、シリンダヘッド１製造時には、１つの中子で上下の両ウォータジャケット１９，２１を成形することが困難であるが、２つの中子３３，３５で成形するため、シリンダヘッド１の製造が比較的容易となる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、排気ポート７，７，…が集合されて一体に形成されているが、これに限定されず、一体に成形されていなくてもよい。

また、上記実施形態では、シリンダヘッド１が一部を構成するエンジン１００がディーゼルエンジンであるが、これに限定されない。

以上説明したように、本発明に係るエンジンのシリンダヘッド構造は、エンジンの大型化を回避しつつ、冷却水注入時のウォータジャケット内のエア抜き機能を確保し、ウォータジャケットの冷却性能向上を可能とする用途に適用することができる。

１ シリンダヘッド
１ａ シリンダヘッドの後方側の側壁（側壁）
６ 吸気ポート
７ 排気ポート
１３ ウォータジャケット
１９ ジャケット本体（下側のウォータジャケット）
２１ 排気側ジャケット（上側のウォータジャケット）
２３ 冷却水出口開口部
３１ リブ
３３ ジャケット本体中子（第２の中子）
３５ 排気側ジャケット中子（第１の中子）
３９ｂ 本体側凹部（第２の凹部）
４５ｂ 排気側凹部（第１の凹部）
１００ エンジン

Claims (3)

1. エンジンを構成するシリンダヘッドの内部にウォータジャケットが形成されていると共に、上記シリンダヘッドの側壁に、該ウォータジャケットと連通し、かつ該ウォータジャケットからの冷却水が上記シリンダヘッドの外部に流出する冷却水出口開口部が形成されたエンジンのシリンダヘッド構造であって、
   上記ウォータジャケットは、上下に一対形成され、
   上側の上記ウォータジャケットと下側の上記ウォータジャケットとは、上記冷却水出口開口部で繋がっており、
   上記冷却水出口開口部の内周面における上記一対のウォータジャケットからの冷却水の合流位置に対応する部位には、上記冷却水出口開口部の内側に突出するリブが形成され、
   上記上側のウォータジャケットは、第１の中子によって成形され、
   上記下側のウォータジャケットは、上記第１の中子とは別体の第２の中子によって成形され、
   上記冷却水出口開口部は、上記第１の中子の一部と上記第２の中子の一部とによって成形され、
   上記リブは、上記第１の中子における上記両中子の合わせ面位置における外周端に凹設された第１の凹部と、上記第２の中子の上記合わせ面位置における外周端に凹設された第２の凹部と、によって成形されることを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
2. 請求項１に記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
   上記エンジンは、複数の気筒を有し、該複数の気筒毎に排気ポートが配設され、
   上記シリンダヘッドの内部には、複数の上記排気ポートが集合されて一体に形成されていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。
3. 請求項１又は２に記載のエンジンのシリンダヘッド構造において、
   上記エンジンは、上記シリンダヘッドに吸気ポート及び排気ポートが形成されると共に、上記吸気ポートを開閉可能な吸気バルブ及び上記排気ポートを開閉可能な排気バルブが設けられた気筒を有するディーゼルエンジンであり、
   上記吸気バルブ及び排気バルブは、それぞれ上記気筒と略平行な軸を有し、
   上記吸気ポート及び排気ポートは、反気筒側に向かってそれぞれ上記吸気バルブの軸及び排気バルブの軸から離れる方向に傾斜し、
   上記上側のウォータジャケット及び下側のウォータジャケットは、それぞれ上記排気ポートの上側及び下側に形成されていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッド構造。

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