JPH0218300Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ピストン上面に対向するシリンダヘ
ツド内壁が部分的に凹設されて主燃焼室が形成さ
れてなるエンジンの冷却装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来より、この種のエンジンは、例えば特開昭
54−65207号公報等に開示されているように、ピ
ストン上面に対向する燃焼室構成壁としてシリン
ダヘツド内壁が部分的に凹設され、その凹部内に
主燃焼室が形成されてなるものであり、上記コン
パクトな主燃焼室により火炎の伝播距離を短くし
て混合気を急速に燃焼させるとともに、上記主燃
焼室以外のシリンダヘツド内壁とピストン上面と
の間の微小間隙をスキツシユゾーンとして、該ス
キツシユゾーンから主燃焼室に噴出されるスキツ
シユ流により上記混合気の燃焼速度をさらに速
め、この混合気の急速燃焼により耐ノツク性を高
めて混合気の高圧縮化及びそれに伴うリーンバー
ンを可能とし、燃費の低減を図り得るものとして
よく知られている。

（考案が解決しようとする課題） しかるに、このタイプのエンジンは、高圧縮比
でかつ高スキツシユであるため、高温の燃焼ガス
に乱れが生じ、その結果、主燃焼室壁面の温度が
上昇するので、シリンダヘツドの上記主燃焼室周
りの熱負荷が部分的に高く、特に主燃焼室の側壁
を構成するバルブブリツジが狭いためにその熱負
荷が大であり、シリンダヘツドの信頼性の点で改
善すべき余地がある。

また、このようにシリンダヘツドの熱負荷が高
いので、燃焼室の爆発に対しシリンダヘツドの強
度、剛性を十分に高めることが望ましい。

本考案はかかる諸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、上記したタイプの
エンジンのシリンダヘツドにおいて、ヘツドボル
トを挿通するボルトボスを効果的に利用して、シ
リンダヘツドの内部構造及びその冷却水の流れを
改善することにより、シリンダヘツドの強度、剛
性を高めるとともに、比較的低温の冷却水をバル
ブブリツジに効果的に導くようにして、バルブブ
リツジの冷却性を向上せんとすることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案は以下の構
成の多気筒エンジンが前提である。すなわち、こ
のエンジンでは、上記の如く、ピストン上面と該
ピストン上面に対向するシリンダヘツド内壁との
間に設けられる燃焼室は、シリンダヘツド内壁の
部分的な凹部内に形成されかつピストン中心に対
しシリンダヘツド長手方向の側方に位置する主燃
焼室と、該主燃焼室以外の部分に形成されるスキ
ツシユゾーンとからなる。また、シリンダヘツド
には、上流端がシリンダヘツドの幅方向一側面に
開口しかつ下流端が上記スキツシユゾーンに開口
する吸気ポートと、上流端が上記主燃焼室の上部
に開口しかつ下流端がシリンダヘツドの幅方向他
側面に開口する排気ポートと、上記シリンダヘツ
ドの幅方向一側面から上記主燃焼室に向けて開口
するプラグ孔と、シリンダヘツドの幅方向両側で
上記各燃焼室を取り囲む４か所に位置するボルト
ボスとが設けられている。

そして、本考案では、上記各燃焼室周りの４つ
のボルトボスのうち、３つのボルトボスをそれぞ
れ上記吸気ポート、排気ポート及びプラグ孔のプ
ラグボスに近接させてそれと一体に連続させる。
一方、残り１つのボルトボスには、各燃焼室の略
中心に位置するバルブブリツジに向かつて延びる
リブを一体に形成する。

さらに、上記リブの排気ポート側近傍にシリン
ダヘツド内に冷却水を導入する冷却水供給口を開
口する。

（作用） このことにより、各燃焼室周りのボルトボスの
うちの３つがそれぞれ吸気ポート、排気ポート及
びプラグ孔のプラグボスに一体に連続しているの
で、これらの連続構造によりシリンダヘツドの各
燃焼室周りの３つのボルトボス部分の剛性強度が
増大する。しかも、残り１つのボルトボスから燃
焼室の中心方向に向かうリブが形成されているの
で、このリブにより該ボルトボス部分の剛性強度
が増大する。従つて、シリンダヘツドの剛性が全
体として増大し、高い熱負荷にも拘らず、各燃焼
室の爆発に対しシリンダヘツドを効果的に補強す
ることができる。

また、上記ボルトボスのリブの排気ポート側近
傍に冷却水供給口が開口されているので、シリン
ダブロツク内から上記冷却水供給口を通つてシリ
ンダヘツド内に供給された直後の比較的低温の冷
却水はリブないし該リブの先端前方の吸気ポート
下流壁部により、最も熱負荷の高いバルブブリツ
ジへ強制的に導かれ、この冷却水の流れによつて
バルブブリツジを重点的に冷却することができ
る。その際、排気ポートは主燃焼室の上部に開口
されてバルブブリツジ位置よりも高いので、上記
リブによつて案内される冷却水は、排気ポートの
上流壁部に接触し難く、リブから引き続いて低温
の吸気ポートの下流端部によりガイドされる。こ
のため、冷却水がバルブブリツジに行き着く前に
排気ポート上流壁との接触により高温になること
はなく、バルブブリツジを効果的に冷却すること
ができる。

（実施例） 以下、本考案の実施例について図面により詳細
に説明する。

第１図において、１は例えば直列４気筒エンジ
ンのシリンダブロツク、２は該シリンダブロツク
１に形成されたシリンダ、３は該シリンダ２を取
り囲むようにシリンダブロツク１に形成されたウ
オータジヤケツト、４は上記シリンダ２内を往復
動するピストン、５は上記シリンダブロツク１の
上面にガスケツト６を介してボルト接合されたシ
リンダヘツドであつて、上記シリンダ２の壁面、
ピストン４の上面４ａ及びシリンダヘツド５の内
面（下面）に囲まれる部分で燃焼室７が構成され
ている。また、上記ピストン４の上面４ａに対向
するシリンダヘツド内壁５ａ（燃焼室７の上壁）
には、そのピストン４（燃焼室７）の中心に対し
てシリンダヘツド長手方向の中央側半部を部分的
に凹陥してなる凹部８が形成されている。そし
て、上記凹部８により燃焼室７の主部を占める主
燃焼室９が構成され、この主燃焼室７以外の部分
は、ピストン４が上死点にあるときに燃焼室７内
の吸気を主燃焼室９に噴出させるスキツシユゾー
ン２６とされている。

上記シリンダヘツド５には、第２図に示すよう
に、その幅方向両側位置でかつ上記燃焼室７上壁
の円形状の輪郭を内接円とする正方形の頂点位置
にボルトボス１０，１０，…が形成され、該各ボ
ルトボス１０の中心には上下方向に貫通するボル
ト孔１１が形成されており、この各ボルトボス１
０のボルト孔１１に嵌挿したヘツドボルト（図示
せず）をシリンダブロツク１に螺合締結すること
により、シリンダヘツド５をシリンダブロツク１
に接合するようにしている。

また、上記シリンダヘツド５には、上記各燃焼
室７に吸気を供給する吸気通路の下流端部分とし
ての吸気ポート１２と、燃焼室７内の排気ガスを
排出するための排気通路の上流端部分としての排
気ポート１３とが貫通形成され、上記吸気ポート
１２の上流端はシリンダヘツド５の幅方向一方の
側面（第２図では下側面）に、下流端は上記ピス
トン４の上面４ａに対向するシリンダヘツド内壁
５ａにおいて上記凹部８以外の部分つまりスキツ
シユゾーン２６にそれぞれ開口している。そし
て、この吸気ポート１２はその上流端の壁部が、
シリンダヘツド５の幅方向一側に燃焼室７と対応
して位置する２つのボルトボス１０，１０の一方
に近接しかつ一体に連続している。

一方、上記排気ポート１３の下流端はシリンダ
ヘツド５の幅方向他方の側面（第２図では上側
面）に、上流端は上記シリンダヘツド内壁５ａの
凹部８の底面（主燃焼室９の上壁面）にそれぞれ
開口しており、この排気ポート１３はその下流端
の壁部がシリンダヘツド５の幅方向他側に燃焼室
７と対応して位置する２つのボルトボス１０，１
０の一方に近接しかつ一体に連続している。

そして、上記吸気ポート１２の下流端開口部
（燃焼室７への開口部）はシリンダヘツド５の上
壁５ｂにバルブガイド１４を介して支持された吸
気バルブ１５により開閉され、排気ポート１３の
上流端開口部（主燃焼室９への開口部）は同じく
シリンダヘツド５の上壁５ｂにバルブガイド１６
を介して支持された排気バルブ１７により開閉さ
れるようになつている。

さらに、第２図に示すように、シリンダヘツド
５には上記各主燃焼室９に臨む点火プラグ（図示
せず）を装着するためのプラグ孔２５が形成さ
れ、このプラグ孔２５はプラグボス２５ａにおい
てシリンダヘツド５の幅方向一側面から主燃焼室
９に向けて斜めに開口している。上記プラグボス
２５ａは上記シリンダヘツド５の幅方向一側に燃
焼室７に対応して位置する２つのボルトボス１
０，１０の他方に近接しかつ一体に連続してい
る。

さらに、上記シリンダヘツド５は、その内部に
冷却水が流れるウオータジヤケツト１８を有して
いる。また、シリンダヘツド５の内壁５ａには、
上記シリンダヘツド５内のウオータジヤケツト１
８を上記シリンダブロツク１内のウオータジヤケ
ツト３に連通させる複数の冷却水供給口１９，１
９，…が各燃焼室７を取り囲むように開口してお
り、その１つ１９ａは、上記シリンダヘツド５の
幅方向他側に燃焼室７に対応して位置する２つの
ボルトボス１０，１０の他方の排気ポート１３側
近傍に位置している。一方、シリンダヘツド５の
長手方向の一端（第２図で左端）には上記ウオー
タジヤケツト１８内の冷却水を外部に流出させる
冷却水出口２０が開口しており、ウオータポンプ
（図示せず）の作動によりシリンダブロツク１の
ウオータジヤケツト３内の冷却水を冷却水供給口
１９，１９，…からシリンダヘツド５のウオータ
ジヤケツト１８内に供給して第２図で右側から左
側に向かう方向に流した後、冷却水出口２０から
エンジン外に流出させるようにしている。

そして、第３図にも拡大詳示するように、上記
冷却水供給口１９ａが近傍に開口されたボルトボ
ス１０の側部には、該ボルトボス１０からボルト
ボス１０近傍の略燃焼室７の中心のバルブブリツ
ジ２２、つまり吸気ポート１２の下流端開口部と
排気ポート１３の上流端開口部との間の部分に向
かつて延びるリブ２１が一体に突設されており、
このリブ２１により、ボルトボス１０近傍の冷却
水供給口１９ａからシリンダヘツド５のウオータ
ジヤケツト１８内に供給された冷却水をリブ２１
近傍に位置する燃焼室７のバルブブリツジ２２に
向けて導くようになされている。

尚、第１図及び第２図において、２３，２３，
…はシリンダヘツド５の上壁５ｂ下面にウオータ
ジヤケツト１８に向けて垂設されたリブで、上記
主燃焼室９周りを冷却するためにウオータジヤケ
ツト１８内の冷却水を下方に導くためのものであ
る。また、第１図中、２４，２４，…はシリンダ
ヘツド５の上壁５ｂ上面に突設された軸受部で、
上記吸・排気バルブ１５，１７を開閉駆動するカ
ムシヤフト（図示せず）を支持するものである。

したがつて、上記実施例においては、シリンダ
ヘツド５における各燃焼室７周りの４つのボルト
ボス１０，１０，…のうち、その３つがそれぞれ
吸気ポート１２の上流側壁部、排気ポート１３の
下流側壁部及びプラグボス２５ａに一体に連続し
ているので、これらの連続構造により各燃焼室７
周りの３つのボルトボス１０，１０，…周辺の剛
性強度が増大する。しかも、残り１つのボルトボ
ス１０から燃焼室７の中心方向に向かうリブ２１
が形成されているので、このリブ２１により該ボ
ルトボス１０周辺の剛性強度が増大する。このた
め、シリンダヘツド５の剛性が全体として増大
し、高い熱負荷にも拘らず、各燃焼室７の爆発に
対するシリンダヘツド５の強度を効果的に増大さ
せることができる。

また、エンジンの冷却水は、シリンダブロツク
１のウオータジヤケツト３内から冷却水供給口１
９，１９，…を通つてシリンダヘツド５のウオー
タジヤケツト１８内に流入した後、該ウオータジ
ヤケツト１８内を第２図で右側から左側に向かつ
て流れ、冷却水出口２０からエンジン外に流出す
る。

その際、上記冷却水供給口１９，１９，…のう
ちの一部の冷却水供給口１９ａ，１９ａ，…はシ
リンダヘツド５の幅方向他側におけるボルトボス
１０，１０，…の近傍に開口され、かつ該冷却水
供給口１９ａに近接した各ボルトボス１０にはバ
ルブブリツジ２２に向かつて延びるリブ２１が突
設されているため、該各冷却水供給口１９ａから
ウオータジヤケツト１８内に流入した冷却水はそ
の流入直後に、つまり高温となつた各排気ポート
１３の周りを冷却する前に上記リブ２１による案
内作用によつて各ボルトボス１０近傍の燃焼室７
のバルブブリツジ２２へ向かうように方向付けさ
れ、その後、リブ２１から引き続いて低温の吸気
ポート１２の下流端壁部によりガイドされながら
バルブブリツジ２２に流れる。そして、排気ポー
ト１３は主燃焼室９の上部に開口されてバルブブ
リツジ２２の高さ位置よりも高いので、上記リブ
２１によつて案内される冷却水は、排気ガスによ
つて高温となつている排気ポート１３の上流壁部
に接触し難くなり、バルブブリツジ２２に行き着
く前に排気ポート１３上流壁部で加熱されて高温
になることがない。しかも、上記リブ２１によ
り、シリンダヘツド５内の冷却水流の上流側から
流下する比較的高温の冷却水がバルブブリツジ２
２に向かうのが制限され、上記冷却水供給口１９
からの冷却水が優先的にバルブブリツジ２２に供
給される。これらの結果、バルブブリツジ２２が
効果的に冷却されるようになり、その熱負荷が他
の部分に比べて極度に増大することはなく、よつ
てエンジンの信頼性を向上させることができる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、ピスト
ン上面に対向するシリンダヘツド内壁の凹部によ
り主燃焼室を構成し、それ以外の部分をスキツシ
ユゾーンとしてなる直列多気筒エンジンにおい
て、そのシリンダヘツドの幅方向両側で各燃焼室
周りの４つのボルトボスのうち３つをそれぞれ吸
気ポート、排気ポート及びプラグボスに一体に連
続させるとともに、残り１つのボルトボスの排気
ポート側近傍に冷却水供給口を設け、かつ同ボル
トボスに燃焼室中心のバルブブリツジに向かうリ
ブを設けたことにより、ボルトボスと吸／排気ポ
ート及びプラグボスとの連続によりシリンダヘツ
ドの剛性強度を増大させることができるととも
に、リブによりその近傍の冷却水供給口からの比
較的低温の冷却水を強制的にバルブブリツジに導
き、熱負荷の高いバルブブリツジを効果的に冷却
することができ、その冷却性を高めることができ
る。よつてエンジンのシリンダヘツドの信頼性、
剛性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を例示するもので、第１
図はエンジンの縦断面図、第２図はシリンダヘツ
ドの横断面図、第３図は第２図の−線拡大断
面図である。 １…シリンダブロツク、２…シリンダ、３…ウ
オータジヤケツト、４…ピストン、４ａ…上面、
５…シリンダヘツド、５ａ…内壁、７…燃焼室、
８…凹部、９…主燃焼室、１０…ボルトボス、１
２…吸気ポート、１３…排気ポート、１８…ウオ
ータジヤケツト、１９，１９ａ…冷却水供給口、
２０…冷却水出口、２１…リブ、２２…バルブブ
リツジ、２５…プラグ孔、２５ａ…プラグボス、
２６…スキツシユゾーン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ピストン上面と該ピストン上面に対向するシリ
   ンダヘツド内壁との間に、該シリンダヘツド内壁
   の部分的な凹部内に形成されかつピストン中心に
   対しシリンダヘツド長手方向の側方に位置する主
   燃焼室と、該主燃焼室以外の部分に形成されるス
   キツシユゾーンとからなる燃焼室が設けられ、 シリンダヘツドには、上流端がシリンダヘツド
   の幅方向一側面に開口しかつ下流端が上記スキツ
   シユゾーンに開口する吸気ポートと、上流端が上
   記主燃焼室の上部に開口しかつ下流端がシリンダ
   ヘツドの幅方向他側面に開口する排気ポートと、
   上記シリンダヘツドの幅方向一側面から上記主燃
   焼室に向けて開口するプラグ孔と、シリンダヘツ
   ドの幅方向両側で上記各燃焼室を取り囲む４か所
   に位置するボルトボスとが設けられてなる多気筒
   エンジンにおいて、 上記各燃焼室周りの４つのボルトボスのうち、
   ３つのボルトボスはそれぞれ上記吸気ポート、排
   気ポート及びプラグ孔のプラグボスに近接しかつ
   一体に連続している一方、残り１つのボルトボス
   には、各燃焼室の略中心に位置するバルブブリツ
   ジに向かつて延びるリブが一体に形成され、 上記リブの排気ポート側近傍にシリンダヘツド
   内に冷却水を導入する冷却水供給口が開口してい
   ることを特徴とするエンジンの冷却装置。