JP7354796B2

JP7354796B2 - シリンダヘッドの冷却水通路構造

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Publication number: JP7354796B2
Application number: JP2019214214A
Authority: JP
Inventors: 泰園田
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2023-10-03
Anticipated expiration: 2039-11-27
Also published as: JP2021085353A

Description

本発明は、シリンダヘッドの冷却水通路構造に関する。

従来、シリンダヘッド内に冷却水を流通させる構造として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のシリンダヘッドのウォータジャケット構造は、燃焼室頂部を冷却する燃焼室用ウォータジャケットと、排気集合部に対して上側に配置された上側排気用ウォータジャケットと、排気集合部に対して下側に配置された下側排気用ウォータジャケットと、冷却液の出口となる出口開口部から排出される冷却液を他の部品へ供給するウォータアウトレットと、を備えている。

また、特許文献１に記載のシリンダヘッドのウォータジャケット構造において、シリンダヘッドは、燃焼室用ウォータジャケットに連通する出口開口部と、上側排気用ウォータジャケットに連通する出口開口部と、下側排気用ウォータジャケットに連通する出口開口部と、を有している。これにより、特許文献１に記載のシリンダヘッドのウォータジャケット構造は、燃焼室用ウォータジャケット、上側排気用ウォータジャケットおよび下側排気用ウォータジャケットを通過した冷却液をウォータアウトレット内でバランスよく合流させることができ、冷却液の流速が低下することを抑制できる。

特開２０１４－８４７４１号公報

ここで、シリンダヘッドの冷却水出口から排出される冷却水は暖房用のヒータコアにも供給されるため、暖房性能を向上させるためには、より高温の冷却水をシリンダヘッドからヒータコアに供給することが望ましい。

しかしながら、特許文献１に記載の従来の技術は、より高温の冷却水をヒータコアに供給することについて考慮されておらず、暖房性能を向上させることができなかった。

本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、より高温の冷却水をヒータコアに供給でき、暖房性能を向上させることができるシリンダヘッドの冷却水通路構造を提供することを目的とするものである。

本発明は、複数の燃焼室を有するシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドの端部に連結され、前記シリンダヘッドから排出された冷却水が導入されるケース部材と、前記ケース部材から冷却水が供給される熱交換器と、を有するシリンダヘッドの冷却水通路構造であって、前記シリンダヘッドの内部に、複数の前記燃焼室から排出される排気ガスを集合させて前記シリンダヘッドの外部に排出する集合排気ポートと、複数の前記燃焼室を冷却する冷却水が流れる燃焼室冷却水通路と、前記集合排気ポートの下部を冷却する冷却水が流れる排気下側冷却水通路と、前記集合排気ポートの上部を冷却する冷却水が流れる排気上側冷却水通路と、が形成され、前記シリンダヘッドの表面に、前記燃焼室冷却水通路および前記排気下側冷却水通路と連通する第１冷却水出口と、前記排気上側冷却水通路と連通する第２冷却水出口と、が設けられ、前記ケース部材は、前記第１冷却水出口から排出される冷却水が導入される第１通路を形成する第１通路形成部と、前記第２冷却水出口から排出される冷却水が導入される第２通路を形成する第２通路形成部と、を有し、前記熱交換器は、前記第２通路を通過した冷却水と熱交換を行うヒータコアを含み、前記ケース部材は、前記第１通路形成部および前記第２通路形成部を囲むように配置され、前記集合排気ポートから排出された排気ガスが通過するＥＧＲガス通路を形成するＥＧＲガス通路形成部を有し、前記ＥＧＲガス通路が前記第１通路に接する面積よりも、前記ＥＧＲガス通路が前記第２通路に接する面積が大きく設定されていることを特徴とする。

このように上記の本発明によれば、より高温の冷却水をヒータコアに供給でき、暖房性能を向上させることができる。

図１は、本発明の第１実施例に係る冷却水通路構造を備える車両用エンジンのシリンダヘッドの平面図である。図２は、本発明の第１実施例に係る冷却水通路構造を備える車両用エンジンのシリンダヘッドの正面図である。図３は、本発明の第１実施例に係る冷却水通路構造を備える車両用エンジンのシリンダヘッドの左側面図である。図４は、本発明の第１実施例に係る冷却水通路構造を備える車両用エンジンのシリンダヘッドの冷却水出口の左側面図である。図５は、図２に示すシリンダヘッドのＶ－Ｖ方向の矢視断面図である。図６は、図１に示すシリンダヘッドのＶＩ－ＶＩ方向の矢視断面図である。図７は、図５に示すシリンダヘッドのＶＩＩ－ＶＩＩ方向の矢視断面図である。図８は、図５に示すシリンダヘッドのＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ方向の矢視断面図である。図９は、図５に示すシリンダヘッドのＩＸ－ＩＸ方向の矢視断面図である。図１０は、本発明の第１実施例に係る冷却水通路構造を備える車両用エンジンのシリンダヘッドの冷却水通路および集合排気ポートの正面図である。図１１は、本発明の第２実施例に係る冷却水通路構造を備える車両用エンジンのシリンダヘッドの平面図である。図１２は、本発明の第２実施例に係る冷却水通路構造を備える車両用エンジンのシリンダヘッドの正面図である。図１３は、本発明の第２実施例に係る冷却水通路構造を備える車両用エンジンのシリンダヘッドの左側面図である。図１４は、図１１に示すシリンダヘッドのＸＩＶ－ＸＩＶ方向の矢視断面図である。

本発明の一実施の形態に係るシリンダヘッドの冷却水通路構造は、複数の燃焼室を有するシリンダヘッドと、シリンダヘッドの端部に連結され、シリンダヘッドから排出された冷却水が導入されるケース部材と、ケース部材から冷却水が供給される熱交換器と、を有するシリンダヘッドの冷却水通路構造であって、シリンダヘッドの内部に、複数の燃焼室から排出される排気ガスを集合させてシリンダヘッドの外部に排出する集合排気ポートと、複数の燃焼室を冷却する冷却水が流れる燃焼室冷却水通路と、集合排気ポートの下部を冷却する冷却水が流れる排気下側冷却水通路と、集合排気ポートの上部を冷却する冷却水が流れる排気上側冷却水通路と、が形成され、シリンダヘッドの表面に、燃焼室冷却水通路および排気下側冷却水通路と連通する第１冷却水出口と、排気上側冷却水通路と連通する第２冷却水出口と、が設けられ、シリンダヘッドまたはケース部材の一方は、第１冷却水出口から排出される冷却水が導入される第１通路を形成する第１通路形成部と、第２冷却水出口から排出される冷却水が導入される第２通路を形成する第２通路形成部と、を有し、熱交換器は、第２通路を通過した冷却水と熱交換を行うヒータコアを含み、ケース部材は、第１通路形成部および第２通路形成部を囲むように配置され、集合排気ポートから排出された排気ガスが通過するＥＧＲガス通路を形成するＥＧＲガス通路形成部を有し、ＥＧＲガス通路が第１通路に接する面積よりも、ＥＧＲガス通路が第２通路に接する面積が大きく設定されていることを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係るシリンダヘッドの冷却水通路構造は、より高温の冷却水をヒータコアに供給でき、暖房性能を向上させることができる。

（第１実施例）

以下、本発明の第１実施例に係るシリンダヘッドの冷却水通路構造について、図面を用いて説明する。図１から図１０は、本発明の第１実施例に係るシリンダヘッドの冷却水通路構造を備える車両用エンジンを示す図である。図１から図１０において、上下前後左右方向は、車両に設置された状態の車両用エンジンの上下前後左右方向とし、前後方向に対して直交する方向が左右方向、車両用エンジンの高さ方向が上下方向である。

まず、構成を説明する。図１において、車両用エンジン１０は、シリンダヘッド２０を備えている。シリンダヘッド２０の後面には吸気ポート２６が設けられており、吸気ポート２６は、空気を取入れて燃焼室２７（図５参照）に供給する。

シリンダヘッド２０の内部には動弁室２３が設けられており、この動弁室２３には図示しない吸気バルブを摺動自在に支持する吸気バルブガイド孔２４と、図示しない排気バルブを摺動自在に支持する排気バルブガイド孔２５が設けられている。

また、シリンダヘッド２０の内部にはヘッド締付ボルト孔２１が設けられている。シリンダヘッド２０は、ヘッド締付ボルト孔２１に図示しないボルトを締結することにより図示しないシリンダブロックに連結される。シリンダヘッド２０の内部には点火プラグ孔２２が設けられており、この点火プラグ孔２２には空気と燃料との混合気を点火する図示しない点火プラグが装着される。

図２において、シリンダヘッド２０の前面には排気出口３０が設けられており、排気出口３０からは排気ガスが排出される。排気出口３０の周囲には排気出口フランジ２９が設けられている。排気出口フランジ２９にはボルト孔２９Ａが設けられており、排気出口フランジ２９には、ボルト孔２９Ａに図示しないボルトが締結されることにより図示しない排気浄化装置またはターボ過給機が連結される。

図５、図６において、シリンダヘッド２０には複数の燃焼室２７が設けられている。本実施例では、シリンダヘッド２０には、３つの燃焼室２７が左右方向に一列に並んで設けられている。車両用エンジン１０は、吸気ポート２６から取入れた空気と燃料とからなる混合気を図示しない点火プラグによって点火して燃焼させ、燃焼後の排気ガスを排気出口３０から排出する。

図５、図８において、シリンダヘッド２０の内部には集合排気ポート２８が設けられている。集合排気ポート２８は、複数の燃焼室２７と１つの排気出口３０とに連通しており、複数の燃焼室２７から排出される排気ガスを集合させて１つの排気出口３０からシリンダヘッド２０の外部に排出している。このように、集合排気ポート２８は排気マニホールドの機能を有している。

図１、図３において、シリンダヘッド２０の左端部には冷却水出口ケース５０が連結されており、この冷却水出口ケース５０には、シリンダヘッド２０から排出された冷却水が導入される。冷却水出口ケース５０は本発明におけるケース部材を構成している。

図６において、車両用エンジン１０は、冷却水と流体との熱交換を行う熱交換器として、ＥＧＲクーラ１１、オイルクーラ１２、ラジエータ１３およびヒータコア１４を備えている。冷却水出口ケース５０に導入された冷却水は、ＥＧＲクーラ１１、オイルクーラ１２、ラジエータ１３およびヒータコア１４に供給されて冷却される。車両用エンジン１０の温度は、これらの複数の熱交換との間で冷却水を循環することにより適温に保たれている。

ここで、ＥＧＲクーラ１１は、冷却水よりも温度の高い流体である排気ガスと熱交換を行うことにより排気ガスを冷却する熱交換器である。オイルクーラ１２は、冷却水よりも温度の高い流体である変速機用のオイルと熱交換を行うことによりオイルを冷却する熱交換器である。変速機は例えばＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）であり、オイルは例えばＣＶＴフルードである。ＥＧＲクーラ１１またはオイルクーラ１２の一方を車両用エンジン１０が備えるようにしてもよい。

ラジエータ１３は、冷却水よりも温度の低い流体である空気（外気）と熱交換を行うことで冷却水を冷却する熱交換器である。ヒータコア１４は、冷却水よりも温度の低い流体である空調用の空気（外気または車室内の空気）と熱交換を行う熱交換器である。このヒータコア１４は、熱交換によって冷却水の冷却および空調用の空気の加熱を行う。

なお、第２熱交換器としてラジエータ１３またはヒータコア１４の一方を車両用エンジン１０が備えるようにしてもよい。ここで、冷却水、排気ガス、オイルまたは空気等の流体の温度は、車両用エンジン１０の暖機後の定常状態における温度である。

図５、図８において、シリンダヘッド２０の内部には、複数の燃焼室２７を冷却する冷却水が流れる燃焼室冷却水通路４１が設けられている。燃焼室冷却水通路４１は、燃焼室２７の上方の近傍に設けられており、シリンダヘッド２０の燃焼室２７の周辺の部位を冷却水によって冷却する。

図５、図６、図９、図１０において、シリンダヘッド２０の内部には排気下側冷却水通路４２が設けられており、この排気下側冷却水通路４２には、集合排気ポート２８の下部を冷却する冷却水が流れる。排気下側冷却水通路４２は、集合排気ポート２８の下方の近傍に設けられており、シリンダヘッド２０の集合排気ポート２８の下部を冷却水によって冷却する。

図５、図６、図７、図１０において、シリンダヘッド２０の内部には排気上側冷却水通路４３が設けられており、この排気上側冷却水通路４３には、集合排気ポート２８の上部を冷却する冷却水が流れる。排気上側冷却水通路４３は、集合排気ポート２８の上方の近傍に設けられており、シリンダヘッド２０の集合排気ポート２８の上部を冷却水によって冷却する。

図１０に示すように、排気下側冷却水通路４２には、シリンダヘッド２０の下方の図示しないシリンダブロックから複数の連絡通路４２Ａを介して冷却水が供給される。複数の連絡通路４２Ａから排気下側冷却水通路４２に供給された冷却水は、排気下側冷却水通路４２内を、第１冷却水出口４４の配置されている左方に向かって流れる。

一方、排気上側冷却水通路４３には、シリンダヘッド２０の下方の図示しないシリンダブロックから１つの連絡通路４３Ａを介して冷却が供給される。連絡通路４３Ａはシリンダヘッド２０の右端部の近傍に配置されている。連絡通路４３Ａから排気上側冷却水通路４３に供給された冷却水は、排気上側冷却水通路４３内を第２冷却水出口４５の配置されている左方に向かって流れる。

本実施例では、連絡通路４２Ａと連絡通路４３Ａとの数、大きさ、形状等が異なっている。また、燃焼室冷却水通路４１の冷却水の流量と受熱量は、燃焼室２７を適度な高温に保つように制限されている。また、連絡通路４３Ａから排気上側冷却水通路４３に供給された冷却水は、高温の集合排気ポート２８のみを冷却するが、複数の連絡通路４２Ａから排気下側冷却水通路４２に供給された冷却水の一部は、連絡通路４２Ａの位置によっては、集合排気ポート２８を冷却することなく第１冷却水出口４４から排出される。

このように、シリンダヘッド２０内の各冷却水通路における冷却水の流量と受熱量は、冷却対象とする部位に応じた最適な値に設定されている。したがって、シリンダヘッド２０内の各冷却水通路における冷却水の流量と受熱量との関係により、排気上側冷却水通路４３および排気上側冷却水通路４３を通過して第１冷却水出口４４から排出される冷却水は、排気下側冷却水通路４２を通過して第２冷却水出口４５から排出される冷却水より低温となっている。

図３、図４において、シリンダヘッド２０の左側面には、第１冷却水出口４４および第２冷却水出口４５が設けられている。第１冷却水出口４４は、シリンダヘッド２０の上下方向で第２冷却水出口４５の下方に配置されている。言い換えれば、シリンダヘッド２０の冷却水出口は、第１冷却水出口４４と第２冷却水出口４５とに分割されている。

第１冷却水出口４４は、燃焼室冷却水通路４１および排気下側冷却水通路４２と連通している。シリンダヘッド２０の内部の燃焼室冷却水通路４１および排気下側冷却水通路４２を通過した冷却水は、第１冷却水出口４４から冷却水出口ケース５０に導入される。第２冷却水出口４５は、排気上側冷却水通路４３と連通している。シリンダヘッド２０の内部の排気上側冷却水通路４３を通過した冷却水は、第２冷却水出口４５から冷却水出口ケース５０に導入される。

図６において、冷却水出口ケース５０の内部には、第１冷却水出口４４から排出される冷却水が導入される第１通路５１Ａと、第２冷却水出口４５から排出される冷却水が導入される第２通路５２Ａと、ＥＧＲガス通路５３Ａとが設けられている。

第１通路５１Ａを通過した冷却水は、ＥＧＲクーラ１１およびオイルクーラ１２に供給される。第２通路５２Ａを通過した冷却水は、ラジエータ１３およびヒータコア１４に供給される。

ＥＧＲガス通路５３Ａは、第１通路形成部５１および第２通路形成部５２を囲むように配置されており、このＥＧＲガス通路５３Ａには、集合排気ポート２８から排出された排気ガスが通過する。

冷却水出口ケース５０は第１通路形成部５１を有しており、この第１通路形成部５１は、第１通路５１Ａを形成している。冷却水出口ケース５０は第２通路形成部５２を有しており、この第２通路形成部５２は、第２通路５２Ａを形成している。冷却水出口ケース５０はＥＧＲガス通路形成部５３を有しており、このＥＧＲガス通路形成部５３は、ＥＧＲガス通路５３Ａを形成している。

ＥＧＲガス通路５３Ａが第１通路５１Ａに接する面積よりも、ＥＧＲガス通路５３Ａが第２通路５２Ａに接する面積が大きく設定されている。このため、ＥＧＲガス通路５３Ａを通過する排気ガスの熱は、第２通路５２Ａを通過する冷却水に主に伝達され、第２通路５２Ａを通過した冷却水は、シリンダヘッド２０から排出されたときよりも高温になっている。

冷却水出口ケース５０は、ＥＧＲガス通路５３Ａに排気ガスを導入する排気ガス入口５４と、ＥＧＲガス通路５３Ａから排気ガスを排出する排気ガス出口５５と、ＥＧＲガス通路５３Ａにおいて、排気ガス入口５４から排気ガス出口５５に排気ガスを案内する複数の案内部材５６と、を有する。案内部材５６は第２通路形成部５２に接している。より詳しくは、案内部材５６は、板状の部材からなり、第２通路形成部５２に対し、第２通路形成部５２の表面に立設された状態で一体で構成されている。

なお、第１通路形成部５１および第２通路形成部５２は、冷却水出口ケース５０に設ける代わりに、シリンダヘッド２０に設けるようにしてもよい。ただし、シリンダヘッド２０側に第１通路形成部５１および第２通路形成部５２を設ける構成よりも、冷却水出口ケース５０側に第１通路形成部５１および第２通路形成部５２を設ける構成の方が、他の部材との関係に起因する配置上の制約や、製造工程上の制約等を受けにくい点で有利である。

以上説明したように、本実施例では、シリンダヘッド２０は、燃焼室冷却水通路４１および排気下側冷却水通路４２と連通する第１冷却水出口４４と、排気上側冷却水通路４３と連通する第２冷却水出口４５と、を有している。言い換えれば、シリンダヘッド２０の冷却水出口は、燃焼室冷却水通路４１および排気下側冷却水通路４２と連通する第１冷却水出口４４と、排気上側冷却水通路４３と連通する第２冷却水出口４５とに分割されている。

このため、シリンダヘッド２０内の各冷却水通路における冷却水の流量と受熱量との関係により、第２冷却水出口４５から排出される冷却水の温度は、第１冷却水出口４４から排出される冷却水の温度よりも高温である。

また、冷却水出口ケース５０は、第１冷却水出口４４から排出される冷却水が導入される第１通路５１Ａを形成する第１通路形成部５１と、第２冷却水出口４５から排出される冷却水が導入される第２通路５２Ａを形成する第２通路形成部５２と、を有している。

また、冷却水出口ケース５０は、第１通路形成部５１および第２通路形成部５２を囲むように配置され、集合排気ポート２８から排出された排気ガスが通過するＥＧＲガス通路５３Ａを形成するＥＧＲガス通路形成部５３を有している。そして、ＥＧＲガス通路５３Ａが第１通路５１Ａに接する面積よりも、ＥＧＲガス通路５３Ａが第２通路５２Ａに接する面積が大きく設定されている。

これにより、ＥＧＲガス通路５３Ａを通過する排気ガスの熱は、第２通路５２Ａを通過する冷却水に主に伝達される。このため、シリンダヘッド２０の第２冷却水出口４５から排出された冷却水は、冷却水出口ケース５０の第２通路５２Ａを通過する際に加熱される。そして、車両用エンジン１０の熱交換器には、第２通路５２Ａを通過した冷却水と熱交換を行うヒータコア１４が含まれている。したがって、シリンダヘッド２０の第２冷却水出口４５から排出された冷却水よりも高温の冷却水をヒータコア１４に供給できる。

この結果、より高温の冷却水をヒータコア１４に供給でき、暖房性能を向上させることができる。

また、本実施例では、第１通路形成部５１および第２通路形成部５２が冷却水出口ケース５０に設けられている。

ここで、シリンダヘッドに第１通路形成部５１および第２通路形成部５２を一体で形成することは、シリンダヘッド内の他の部材の配置等により制約されるため容易ではない。そこで、第１通路形成部５１および第２通路形成部５２を冷却水出口ケース５０に設けることにより、第１通路形成部５１、第２通路形成部５２およびＥＧＲガス通路形成部５３を容易に形成できる。また、ＥＧＲガス通路５３Ａを第２通路５２Ａのみに接触させてＥＧＲガス通路５３Ａから第２通路５２Ａに伝熱する構造を容易に形成できる。このため、ヒータコア１４に供給される冷却水の温度を高めることができ、ヒータコア１４の熱交換性能を向上させることができる。

また、本実施例では、冷却水出口ケース５０は、ＥＧＲガス通路５３Ａに排気ガスを導入する排気ガス入口５４と、ＥＧＲガス通路５３Ａから排気ガスを排出する排気ガス出口５５と、ＥＧＲガス通路５３Ａにおいて、排気ガス入口５４から排気ガス出口５５に排気ガスを案内する案内部材５６と、を有している。

これにより、排気ガス入口５４から冷却水出口ケース５０に取り入れられた排気ガスを案内部材５６によって排気ガス出口５５にスムーズに案内することができるので、ＥＧＲガス通路５３Ａにおける排気ガスの圧力損失を低減することができる。

また、本実施例では、案内部材５６が、第２通路形成部５２に接している。

これにより、排気ガスから第２通路形成部５２の表面に直接伝達された熱だけでなく、排気ガスから案内部材５６を介して第２通路形成部５２に伝達された熱も利用することができるので、第２通路形成部５２の表面だけでなく案内部材５６も介して排気ガスから第２通路５２Ａの冷却水に熱を伝達することができ、冷却水出口ケース５０における、第２通路５２Ａの冷却水と排気ガスとの熱交換の効率を向上させることができる。
（第２実施例）

次に、本発明の第２実施例に係るシリンダヘッドの冷却水通路構造について、図面を用いて説明する。図１１から図１４は、本発明の第２実施例に係るシリンダヘッドの冷却水通路構造を備える車両用エンジンを示す図である。図１１から図１４において、上下前後左右方向は、車両に設置された状態の車両用エンジンの上下前後左右方向とし、前後方向に対して直交する方向が左右方向、車両用エンジンの高さ方向が上下方向である。本実施例は、第１実施例の冷却水出口ケース５０に代わって冷却水出口ケース６０がシリンダヘッド２０に設けられている点が第１実施例と異なっている。第１実施例と共通の構成については説明を省略し、第１実施例と異なる構成について説明する。

図１１、図１３において、シリンダヘッド２０の左端部には冷却水出口ケース６０が連結されており、この冷却水出口ケース６０には、シリンダヘッド２０から排出された冷却水が導入される。冷却水出口ケース６０は本発明におけるケース部材を構成している。

図１３において、冷却水出口ケース６０の内部には、第１冷却水出口４４から排出される冷却水が導入される第１通路６１Ａと、第２冷却水出口４５から排出される冷却水が導入される第２通路６２Ａと、ＥＧＲガス通路６３Ａとが設けられている。

第１通路６１Ａ、第２通路６２ＡおよびＥＧＲガス通路６３Ａは、第１実施例における冷却水出口ケース５０の第１通路５１Ａ、第２通路５２ＡおよびＥＧＲガス通路５３Ａと同様の機能を有している。

図１４において、第１通路６１Ａを通過した冷却水は、ＥＧＲクーラ１１およびオイルクーラ１２に供給される。第２通路６２Ａを通過した冷却水は、ラジエータ１３およびヒータコア１４に供給される。

ＥＧＲガス通路６３Ａは、第１通路形成部６１および第２通路形成部６２を囲むように配置されており、このＥＧＲガス通路６３Ａには、集合排気ポート２８から排出された排気ガスが通過する。冷却水出口ケース６０は第１通路形成部６１を有しており、この第１通路形成部６１は、第１通路６１Ａを形成している。冷却水出口ケース６０は第２通路形成部６２を有しており、この第２通路形成部６２は、第２通路６２Ａを形成している。冷却水出口ケース６０はＥＧＲガス通路形成部６３を有しており、このＥＧＲガス通路形成部６３は、ＥＧＲガス通路６３Ａを形成している。

本実施例では、図１３、図１４に示すように、第１通路形成部６１および第２通路形成部６２は、第２通路６２Ａが第１通路６１Ａを囲むように二重管構造に形成されている。ＥＧＲガス通路６３Ａは、第２通路６２Ａの外周側に配置されている。したがって、ＥＧＲガス通路６３Ａが第１通路６１Ａに接する面積よりも、ＥＧＲガス通路６３Ａが第２通路６２Ａに接する面積が大きく設定されている。このため、ＥＧＲガス通路６３Ａを通過する排気ガスの熱は、第２通路６２Ａを通過する冷却水に主に伝達され、第２通路６２Ａを通過した冷却水は、シリンダヘッド２０から排出されたときよりも高温になっている。

図１２、図１３において、冷却水出口ケース６０は、ＥＧＲガス通路６３Ａに排気ガスを導入する排気ガス入口６４と、ＥＧＲガス通路６３Ａから排気ガスを排出する排気ガス出口６５と、ＥＧＲガス通路６３Ａにおいて、排気ガス入口６４から排気ガス出口６５に排気ガスを案内する案内部材６６と、を有している。案内部材６６は第２通路形成部６２に接している。

なお、第１通路形成部６１および第２通路形成部６２は、冷却水出口ケース６０に設ける代わりに、シリンダヘッド２０に設けるようにしてもよい。ただし、シリンダヘッド２０側に一体で第１通路形成部６１および第２通路形成部６２を設ける構成よりも、冷却水出口ケース６０側に一体で第１通路形成部６１および第２通路形成部６２を設ける構成の方が、他の部材との関係に起因する配置上の制約や、製造工程上の制約等を受けにくい点で有利である。

以上説明したように、本実施例では、第１通路形成部６１および第２通路形成部６２は、第２通路６２Ａが第１通路６１Ａを囲むように二重管構造に形成され、ＥＧＲガス通路６３Ａは、第２通路６２Ａの外周側に配置されている。

これにより、第１通路形成部６１および第２通路形成部６２は、第２通路６２Ａが第１通路６１Ａを囲むように二重管構造に形成することにより、ＥＧＲガス通路６３Ａを第１通路６１Ａには接触させず第２通路６２Ａのみに接触させることができ、ＥＧＲガス通路６３Ａと第２通路６２Ａとの接触面積を最大にすることができる。したがって、ヒータコア１４に供給される冷却水の温度をさらに高めることができ、ヒータコア１４の熱交換性能を向上させることができる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１０...車両用エンジン、１１...ＥＧＲクーラ（熱交換器）、１２...オイルクーラ（熱交換器）、１３...ラジエータ（熱交換器）、１４...ヒータコア（熱交換器）、２０...シリンダヘッド、２１...ヘッド締付ボルト孔、２７...燃焼室、２８...集合排気ポート、４１...燃焼室冷却水通路、４２...排気下側冷却水通路、４３...排気上側冷却水通路、４４...第１冷却水出口、４５...第２冷却水出口、５０，６０...冷却水出口ケース、５１，６１...第１通路形成部、５１Ａ，６１Ａ...第１通路、５２，６２...第２通路形成部、５２Ａ，６２Ａ...第２通路、５３，６３...ＥＧＲガス通路形成部、５３Ａ，６３Ａ...ＥＧＲガス通路、５４，６４...排気ガス入口、５５，６５...排気ガス出口、５６，６６...案内部材

Claims

複数の燃焼室を有するシリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドの端部に連結され、前記シリンダヘッドから排出された冷却水が導入されるケース部材と、
前記ケース部材から冷却水が供給される熱交換器と、を有するシリンダヘッドの冷却水通路構造であって、
前記シリンダヘッドの内部に、
複数の前記燃焼室から排出される排気ガスを集合させて前記シリンダヘッドの外部に排出する集合排気ポートと、
複数の前記燃焼室を冷却する冷却水が流れる燃焼室冷却水通路と、
前記集合排気ポートの下部を冷却する冷却水が流れる排気下側冷却水通路と、
前記集合排気ポートの上部を冷却する冷却水が流れる排気上側冷却水通路と、が形成され、
前記シリンダヘッドの表面に、
前記燃焼室冷却水通路および前記排気下側冷却水通路と連通する第１冷却水出口と、
前記排気上側冷却水通路と連通する第２冷却水出口と、が設けられ、
前記ケース部材は、
前記第１冷却水出口から排出される冷却水が導入される第１通路を形成する第１通路形成部と、
前記第２冷却水出口から排出される冷却水が導入される第２通路を形成する第２通路形成部と、を有し、
前記熱交換器は、前記第２通路を通過した冷却水と熱交換を行うヒータコアを含み、
前記ケース部材は、
前記第１通路形成部および前記第２通路形成部を囲むように配置され、前記集合排気ポートから排出された排気ガスが通過するＥＧＲガス通路を形成するＥＧＲガス通路形成部を有し、
前記ＥＧＲガス通路が前記第１通路に接する面積よりも、前記ＥＧＲガス通路が前記第２通路に接する面積が大きく設定されていることを特徴とするシリンダヘッドの冷却水通路構造。
前記第１通路形成部および前記第２通路形成部は、前記第２通路が前記第１通路を囲むように二重管構造に形成され、
前記ＥＧＲガス通路は、前記第２通路の外周側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドの冷却水通路構造。
前記ケース部材は、
前記ＥＧＲガス通路に排気ガスを導入する排気ガス入口と、
前記ＥＧＲガス通路から排気ガスを排出する排気ガス出口と、
前記ＥＧＲガス通路において、前記排気ガス入口から前記排気ガス出口に排気ガスを案内する案内部材と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシリンダヘッドの冷却水通路構造。
前記案内部材が、前記第２通路形成部に接していることを特徴とする請求項３に記載のシリンダヘッドの冷却水通路構造。