JPH0219562Y2 - - 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のシリ
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、エンジ
ンが上死点にあるとき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、シリンダヘツドの燃焼室近傍の熱
負荷が高くなり、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く、特に複
数の気筒が出力軸方向に直列に配置される多気筒
エンジンではそのシリンダヘツド長手方向を十分
補強する必要がある。

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、上記した燃焼室構
造を持つ多気筒エンジンのシリンダヘツドにおい
て、各気筒の吸／排気ポートの壁を有効に利用し
て、シリンダヘツドの強度及びシリンダヘツド内
の冷却水の流れを改善することにより、シリンダ
ヘツドの長手方向の剛性を高めるとともに、冷却
水を燃焼室近傍つまりシリンダヘツド下部に効果
的に導いて、そ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、本考案が前提とす
るエンジンは以下の構成を有する。すなわち、エ
ンジンは複数の気筒が出力軸方向に直列に配置さ
れた多気筒エンジンであり、この各気筒内のピス
トン上面と対向する燃焼室構成壁としてのシリン
ダヘツド内壁に部分的に凹部が設けられていて、
各ピストンが上死点にあるときのシリンダヘツド
内壁面とピストン上面との間に、上記凹部よりな
る主燃焼室と微小間隙のスキツシユゾーンとで構
成される燃焼室が形成されている。

そして、この多気筒エンジンにおいて、シリン
ダヘツドには各気筒の燃焼室に連通する吸気ポー
ト及び排気ポートをシリンダヘツド長手方向に並
設して、該各吸気ポートまたは排気ポートの一方
を上記主燃焼室に、他方を上記スキツシユゾーン
にそれぞれ開口する。

また、各気筒の吸／排気ポート同士を接続する
第１リブと、隣り合う気筒間で隣接する吸気ポー
トまたは排気ポートを接続する第２リブと、シリ
ンダヘツドの端部に位置する気筒の吸気ポートま
たは排気ポートから該シリンダヘツド端部側に延
びる第３リブとを設け、上記第１〜第３リブをシ
リンダヘツドの長手方向に沿つて延びるように
し、かつシリンダヘツド上壁に接続して、各リブ
の下方に冷却水通路を形成する。

（作用） このことにより、本考案では、シリンダヘツド
において各気筒の吸／排気ポート間、隣り合う気
筒の隣接する吸気ポートまたは排気ポート間、及
びシリンダヘツド端部の気筒の吸／排気ポートと
シリンダヘツド端部との間がそれぞれリブにより
接続されているので、各気筒の吸／排気ポート及
びシリンダヘツド長手方向の壁部とは一体的に接
合され、それらの結合強度が増大して、シリンダ
ヘツドの特に長手方向の剛性強度が増大する。

また、上記各リブの下方には冷却水通路が形成
されているので、シリンダヘツド内を流れる冷却
水のうち、これらの冷却水通路、すなわち各気筒
の吸／排気ポート間、隣り合う気筒の隣接する吸
気ポートまたは排気ポート間、及びシリンダヘツ
ド端部の気筒の吸／排気ポートとシリンダヘツド
端部との間を流れる冷却水の流れはリブによつて
絞られて下方に強制的に導かれ、この冷却水の流
れによつてシリンダヘツド下部の燃焼室近傍が重
点的に冷却される。

よつて、主燃焼室及びスキツシユゾーンを有す
る燃焼室構造のためにシリンダヘツドの熱負荷が
高くなつても、その信頼性を高めることができ
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〜第３図は本考案を直列４気筒エンジン
に適用した実施例を示し、１は出力軸方向に直列
に配置される４つのシリンダ２，２，…（気筒）
を形成するためのシリンダブロツク、３は上記各
シリンダ２のシリンダボア部分を取り囲むように
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は上記各シリンダ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、燃焼
室７上壁としてのシリンダヘツド内壁５ａにはそ
のシリンダ列方向の側半部を部分的に凹陥してな
る凹部８が形成され、該凹部８以外のシリンダヘ
ツド内壁５ａ面はピストン上面４ａに対応してフ
ラツトな面に形成されており、ピストン４が上死
点にあるときのシリンダヘツド内壁５ａ面とピス
トン４の上面４ａとの間に、凹部８よりなる主燃
焼室９と凹部８以外の部分よりなる微小間隙のス
キツシユゾーン１０とが形成されるようになつて
いる。

上記シリンダヘツド５には、上記各シリンダ２
の燃焼室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１１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１２とが貫通形成され、これらシ
リンダ２毎の吸／排気ポート１１，１２はシリン
ダヘツド長手方向にその中央に対して略対称とな
るように並設されている。そして、上記各吸気ポ
ート１１の上流端はシリンダヘツド５の一方の側
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、すなわちスキツシユゾーン１０の上
壁面にそれぞれ開口している。一方、上記各排気
ポート１２の下流端はシリンダヘツド５の他方の
側面に、上流端は上記シリンダヘツド内壁５ａの
凹部８の底面すなわち主燃焼室９の上壁面にそれ
ぞれ開口している。さらに、上記吸気ポート１１
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１３を介し
て支持された吸気バルブ１４により開閉され、排
気ポート１２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１５を介して支持された排気バルブ１
６により開閉される。

また、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１７を有し、該
ウオータジヤケツト１７はシリンダヘツド５の内
壁５ａの所定位置に開口する冷却水導入口１８，
１８，…を介して上記シリンダブロツク１内のウ
オータジヤケツト３に連通されており、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
導入口１８，１８，…からシリンダヘツド５のウ
オータジヤケツト１７内に導入して第３図で右側
から左側に向かう方向に流すようにしている。

さらに、上記シリンダヘツド５において、各シ
リンダ２の主燃焼室７に開口する排気ポート１２
の壁１２ａとスキツシユゾーン１０に開口する吸
気ポート１１の壁１１ａとは、その上部間がシリ
ンダヘツド５の上壁５ｂと一体の第１リブ１９に
よつて一体に結合され、下部間が離隔していて該
下部間には冷却水通路２２が形成されている。ま
た、互いに隣り合うシリンダ２，２間で隣接す
る、吸気ポート１１または排気ポート１２の各壁
１１ａ，１２ａと排気ポート１２の壁１２ａと
は、上記構造と同様に、その上部間がシリンダヘ
ツド５の上壁５ｂと一体の第２リブ２０によつて
一体に結合され、下部間が離隔していて、該下部
間には冷却水通路２３が形成されている。さら
に、シリンダ列の端部に位置する各シリンダ２に
おいてそのシリンダ列外側の吸気ポート１１の壁
１１ａの上部にも、シリンダヘツド５の上壁５ｂ
と一体の第３リブ２１が連結され、該リブ２１は
シリンダヘツド５端部側方向（隣接するシリンダ
２と反対側方向）に延び、その下方に冷却水通路
２４が形成されている。そして、上記３種類の各
リブ１９〜２１は全てシリンダ列線上をシリンダ
列方向に延びるように配設されている。

尚、第１図及び第２図において、２５，２５，
…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／排気ポート１４，１６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。また、第３図中、２６，２６，…は
上記各シリンダ２の主燃焼室９に臨む点火プラグ
（図示せず）を装着するプラグ孔、２７，２７，
…はボルト孔で、該各ボルト孔２７には第２図に
示すように、シリンダヘツド５をシリンダブロツ
ク１にボルト接合するためのヘツドボルト２８が
嵌挿される。

したがつて、上記実施例においては、エンジン
の各シリンダ２における吸／排気ポート１１，１
２の壁１１ａ，１２ａの上部間が第１リブ１９に
よつて一体に結合され、下部間が離隔していて冷
却水通路２２に形成されているため、シリンダヘ
ツド５のウオータジヤケツト１７内を流れる冷却
水のうち、各シリンダ２の吸／排気ポート１１，
１２間を流れる冷却水は、上記リブ１９の遮断作
用により該リブ１９に沿つてガイドされながら下
方に流れて下部間の冷却水通路２２を通過するよ
うになり、すなわちリブ１９によつて冷却水の流
れが絞られて燃焼室７近傍へその流速を速めなが
ら導かれるようになり、その結果、シリンダヘツ
ド５下部の熱負荷の高い燃焼室７近傍を効果的に
冷却することができ、シリンダヘツド５の信頼性
を向上させることができる。

しかも、互いに隣り合うシリンダ２，２間の吸
気ポート１１または排気ポート１２の各壁１１
ａ，１２ａと排気ポート１２の壁１２ａとの上部
間、及びシリンダ列端部に位置する各シリンダ２
の吸気ポート１１の壁１１ａの上部にもそれぞれ
上記と同様のリブ２０，２１が設けられ、該各リ
ブ２０，２１の下方が冷却水通路２３，２４に形
成されているため、上記隣り合うシリンダ２，２
間の吸気ポート１１または排気ポート１２と排気
ポート１２との間を流れる冷却水及びシリンダ列
端部の各シリンダ２外側を流れる冷却水はそれぞ
れ上記リブ２０，２１によつて絞られながらその
下方の冷却水通路２３，２４を通るようになつ
て、シリンダヘツド５下部を良好に冷却すること
ができ、シリンダヘツド５の信頼性のより一層の
向上を図ることができる。

また、上記の如く、各シリンダ２の吸／排気ポ
ート１１，１２の壁１１ａ，１２ａ間、隣り合う
シリンダ２，２の各ポート１１，１２，１２の壁
１１ａ，１２ａ、１２ａ間及びシリンダ列端部に
位置する各シリンダ２のポート１２の壁１２ａの
シリンダ列外側にそれぞれリブ１９〜２１が設け
られているため、このリブ１９〜２１により各ポ
ート１１，１２間及びポート１１とシリンダヘツ
ド長手方向端壁との間の連結強度を増大させて、
シリンダヘツド５の特に長手方向を補強でき、そ
の剛性を向上させることができる。しかも、この
ようにリブ１９〜２１によつてシリンダヘツド５
の剛性を向上させるので、シリンダヘツド５の剛
性をその上壁５ｂの厚肉化によつて向上させる場
合と比較して、シリンダヘツド５の重量を軽減で
き、エンジンの軽量化の点でも有利である。

尚、上記実施例では、直列４気筒エンジンに適
用した例を説明したが、本考案は３気筒以下また
は５気筒以上の多気筒エンジンにも適用すること
ができるのは言うまでもない。

（考案の効果） このように、本考案によれば、複数の気筒が出
力軸方向に配置され、各気筒のピストン上面に対
向するシリンダヘツド内壁に凹部を設け、ピスト
ンが上死点にあるときにはピストン上面とシリン
ダヘツド内壁面との間に上記凹部による主燃焼室
と微小間隙のスキツシユゾーンとを形成してなる
多気筒エンジンにおいて、上記各気筒の吸／排気
ポート間、隣り合う気筒の隣接する吸気ポートま
たは排気ポート間、及びシリンダヘツド端部の気
筒の吸／排気ポートとシリンダヘツド端部との間
の上部をそれぞれリブにより接続するとともに、
該各リブの下方を冷却水通路としたことにより、
各気筒の吸／排気ポート及びシリンダヘツド長手
方向の壁部との一体接合によつてシリンダヘツド
の特に長手方向の剛性強度を向上させることがで
きるとともに、シリンダヘツド内の冷却水を強制
的にシリンダヘツド下部の熱負荷の高い燃焼室近
傍に導いて、該燃焼室近傍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
つて高圧縮、高スキツシユの直列多気筒エンジン
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図は第１図の−
線断面図、第３図はシリンダヘツドの横断面図
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……スキツシユゾーン、１１…吸気ポー
ト、１１ａ……壁、１２……排気ポート、１２ａ
……壁、１７……ウオータジヤケツト、１９〜２
１……リブ、２２〜２４……冷却水通路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 複数の気筒を出力軸方向に直列に配置し、各気
   筒内のピストン上面と対向する燃焼室構成壁とし
   てのシリンダヘツド内壁に部分的に凹部を設け、
   各ピストンが上死点にあるときのシリンダヘツド
   内壁面とピストン上面との間に、上記凹部よりな
   る主燃焼室と微小間隙のスキツシユゾーンとで構
   成される燃焼室を形成してなる多気筒エンジンに
   おいて、 シリンダヘツドには各気筒の燃焼室に連通する
   吸気ポート及び排気ポートがシリンダヘツド長手
   方向に並設され、該各吸気ポートまたは排気ポー
   トの一方が上記主燃焼室に、他方が上記スキツシ
   ユゾーンにそれぞれ開口され、 各気筒の吸／排気ポート同士を接続する第１リ
   ブと、隣り合う気筒間で隣接する吸気ポートまた
   は排気ポートを接続する第２リブと、シリンダヘ
   ツドの端部に位置する気筒の吸気ポートまたは排
   気ポートから該シリンダヘツド端部側に延びる第
   ３リブとが設けられ、上記第１〜第３リブはシリ
   ンダヘツドの長手方向に沿つて延びかつシリンダ
   ヘツド上壁に接続されていて、各リブの下方に冷
   却水通路が形成されていることを特徴とするエン
   ジンの冷却装置。