JPH0511296Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、副室式エンジンのヘツドブロツクの
冷却装置に関する。

＜前提構造＞ 副室式エンジンのヘツドブロツクにおいては、
副室内での燃焼熱により、副室の周壁部分が他の
内壁部分よりも!?かに熱負荷が大きくて高温に加
熱され、熱歪が大きく現われて、クラツクが発生
したり、ヘツドガスケツトからのガス洩れでトル
クが低下したりし易い。その熱歪を抑制するため
に、ヘツドブロツクを強力に冷却する必要があ
る。

このために、本考案の副室式エンジンのヘツド
ブロツクの冷却装置は、例えば第１図〜第４図に
示すように、次の前提構造を有するものを前提と
する。

すなわち、副室式エンジンの主燃焼室４３に副
室２７を連通させ、この副室２７はヘツドブロツ
ク３内で、主燃焼室４３の中心よりも横一側方に
偏位した位置に形成し、 そのヘツドブロツク３内に、冷却液ジヤケツト
３２を形成し、この冷却液ジヤケツト３２と放熱
器３７とに亘つて冷却液を冷却液ポンプ１０で循
環させるように構成した ものを前提とする。

＜従来の技術＞ 上記前提構造において、これを具体化したもの
として、従来技術では第５図および第６図に示す
ものがある。（実開昭55−76423号公報） すなわち、前記冷却液ジヤケツト３２は、前記
ヘツドブロツク３内のほぼ全域の広い範囲に亘つ
て形成されている。

なお、符号７１，７２は油通路、７３は油流出
通路であり、これらは、上記冷却液ジヤケツト３
２とは連通しない。

＜考案が解決しようとする課題＞ 上記従来技術では、次の問題がある。

(イ) 冷却液ポンプおよび放熱器に大形のものが必
要 冷却液ジヤケツト３２内を流れる冷却液は、
ヘツドブロツク３のほぼ全域から熱を吸収する
ため、熱吸収量が多い。

そのうえ、副室２７の周壁を協力に冷却する
ために、この副室２７の外周部に、冷却液を多
量に流す必要がある。これに伴つて、副室２７
の外周部以外の部分にも冷却液が多量に流れて
しまうので、熱吸収率が低い。

このように、熱吸収量が多いうえ、熱吸収率
が低いため、冷却液の必要流量が多くなり、冷
却ポンプおよび放熱器に大形のものが必要であ
る。

(ロ) 液冷装置の重量が大きい 上記のように、冷却液の必要流量が多くなる
事、冷却液ジヤケツト３２がヘツドブロツク３
内のほぼ全域に亘つて形成された内容積の大き
いものである事、冷却液ポンプおよび放熱器に
大形のものが必要である事、などにより、液冷
装置が大形で重量の大きいものになる。

そのうえ、冷却液の必要液量が多くなるた
め、液冷装置が一層重量の大きいものになる。

本考案の課題は、次の点にある。

(イ) 冷却液ポンプおよび放熱器の小形化 (ロ) 液冷装置の軽量化 (ハ) 冷却液ジヤケツトへの冷却液導入路の始端の
閉止構造の簡素化 (ニ) 冷却液導入路のリリーフ弁の取付構造の簡素
化 ＜課題を解決するための手段＞ 本考案は、上記前提構造において、上記課題を
解決するために、例えば第１図〜第４図に示すよ
うに、次の特徴構造を組合せたことを特徴とす
る。

すなわち、前記冷却液ジヤケツト３２は、前記
ヘツドブロツク３内のうちの、前記副室２７を取
囲む部分にのみ形成するとともに、これ以外の部
分には形成しないでおき、 前記副室式エンジンに冷却フアン７を設け、こ
の冷却フアン７で起した冷却風を、上記ヘツドブ
ロツク３のうちの、上記副室２７を取囲む部分以
外の部分に供給するように構成し、 前記冷却液ポンプ１０で圧送される冷却液は、
冷却液供給路１７・昇液路３４・導入路４２・冷
却液ジヤケツト３２・外部配管３８・管継手３
９・降液路３３・および冷却液戻し路１８内を順
に通過するように構成し、 上記昇液路３４・導入路４２・および降液路３
３は上記ヘツドブロツク３内に形成し、 その導入路４２は、上記副室２７側とは反対側
となる横他側部から上記冷却液ジヤケツト３２に
向けて一直線状に走らせ、この導入路４２の始端
部の下側に上記昇液路３４を設け、この昇液路３
４の横他側部に降液路３３を設け、 上記冷却液供給路１７および冷却液戻し路１８
はそれぞれ、上記昇液路３４および降液路３３の
下側の位置で、前記シリンダブロツク２内に上下
方向に走らせて形成し、 前記管継手３９は、上記ヘツドブロツク３の横
他側部から、上記降液路３３を横断して、上記導
入路４２の始端面に突合せ状に臨む状態に設け、
この管継手３９の先端部でその導入路４２の始端
部を閉塞し、 この導入路４２から冷却液戻し路１８へ冷却液
がリリーフすることを許すリリーフ弁５１を、上
記管継手３９の先端寄り部分内に設け て構成したことを特徴とする。

＜考案の作用・効果＞ 本考案は、上記のように構成したことから、次
の作用・効果を奏する。

(イ) ヘツドブロツクの熱歪を防止するに当り、 冷却液ポンプおよび放熱器を小形化する副室
２７の周壁部分は、副室２７内の燃焼熱で他の
内壁部分よりも!?かに熱負荷が大きくて高温に
加熱されるのに対応して、冷却液ジヤケツト３
２内を流れる冷却液で協力に冷却されることに
より、過熱しない。このため、ヘツドブロツク
３は、熱歪が大きく現われることが無く、クラ
ツクが発生したり、ヘツドガスケツトからのガ
ス洩れでトルクが低下したりすることが無い。

このようにヘツドブロツク３の熱歪を防止す
るに当たり、ヘツドブロツク３のうち、副室２
７を取囲む部分以外の部分が、冷却フアン７で
起した冷却風で、空却されるので、冷却液ジヤ
ケツト３２内を流れる冷却液は、副室２７を取
囲む部分だけしか熱を吸収せず、これ以外の部
分からは熱を吸収しないで済む分だけ、熱吸収
量が少ない。

そのうえ、冷却液ジヤケツト３２内を流れる
冷却液は、その全てが熱負荷の大きい副室２７
の外周部だけに流れ、これ以外の熱負荷の小さ
い部分に分流しないので、熱吸収率が高い。

このように、熱吸収量が少ないうえ、熱吸収
率が高いため、冷却液の必要流量が少なくて済
み、冷却液ポンプ１０および放熱器３７の小容
量の小形のもので済ませられる。

(ロ) 液冷装置の軽量化 上記のように、冷却液の必要流量が少なくて
済む事、冷却液ジヤケツト３２が副室２７を取
囲む部分のみの内容積の小さいものである事、
冷却液ポンプ１０および放熱器３７が小形のも
ので済む事により、液冷装置が小形で軽量のも
ので済む。

そのうえ、冷却液の必要液量も少なくて済む
ので、液冷装置を更に軽量化できる。

(ハ) 冷却液導入路の始端の閉止構造の簡素化 キリ加工や鋳抜き加工などにより冷却液導入
路４２を形成したときに、この冷却液導入路４
２の始端部が開口するため、この始端開口部を
閉止具で閉止する必要がある。

本考案では、その始端開口部は管継手３９の
先端部を利用して閉止するので、プラグなどの
閉止専用具を不要にして、その閉止構造を簡素
化することができる。

(ニ) 冷却液導入路のリリーフ弁の取付構造の簡素
化 前記導入路４２から、冷却液ジヤケツト３
２・外部配管３８及び管継手３９を経て、降液
路３３に至るまでの間の内部で、異物が引つ掛
つたり水垢が堆積したりして、冷却液圧が異常
昇圧した場合、この異常昇圧をリリーフ弁５１
で導入路４２から降液路３３へ逃がす必要があ
る。

本考案では、そのリリーフ弁５１を管継手３
９の先端寄り部分内に設けたことから、まず、
リリーフ弁５１の弁箱を管継手３９の先端寄り
部分で兼ねさせられるので、専用のリリーフ弁
箱を省略でき、次に、リリーフ弁５１の取付孔
およびリリーフ導入孔をヘツドブロツク３にも
シリンダブロツク２にも形成しなくて済む。

これにより、冷却液導入路のリリーフ弁５１
の取付構造を簡素化することができる。

＜実施例＞ 以下、本考案の一実施例を第１図ないし第４図
に基づいて説明する。

第１図は本考案の一実施例に係る強制空冷頭上
弁型副室式エンジンの部分液冷装置の要部の縦断
背面図であり、第２図はそのエンジンの縦断側面
図であり、第３図はそのエンジンの背面図であ
り、第４図は第１図のＡ−Ａ線横断平面図であ
る。

第１図ないし第４図に示す強制空冷頭上弁型副
室式デイーゼルエンジンはアルミニウム合金製の
一体鋳造されたクランクケース１及びシリンダブ
ロツク２を備え、その上側にアルミニウム合金製
のヘツドブロツク３が結合される。

クランクケース１にはクランク軸４、バランサ
軸５、動弁カム軸６がそれぞれ枢支されている。
上記クランク軸４の前端部４ａにはクランクケー
ス１の前方に突出させてあり、このクランク軸４
の前端部４ａに冷却フアン７が固定される。

この冷却フアン７及びエンジンの前面は導風ケ
ース８で覆われ、導風ケース８の前部に形成され
た吸風口９から冷却フアン７が吸入した大気は、
冷却風として導風ケース８に案内されて、エンジ
ンのシリンダブロツク２及びヘツドブロツク３に
供給される。

また、クランクケース１の後壁１ａにはトロコ
イド型の潤滑油ポンプ１０が組み込まれる。この
潤滑油ポンプ１０はギヤ装置１１を介してクラン
ク軸４に連動され、クランクケース１の底部に形
成されたオイルバン１２，４７からオイルストレ
ーナ１３を介して潤滑油を汲み上げ、クランクケ
ース１の後壁１ａ、クラング軸４等の内部に形成
された潤滑油供給路１４を介してエンジンの各部
に潤滑油を供給するように構成されている。

この潤滑油供給路１４の途中から冷却油往路１
５が分岐され、この冷却油往路１５は、クランク
ケース１の後壁１ａ内を通り、シリンダブロツク
２の片側の下部に導かれる。

シリンダブロツク２の片側には上下方向に延び
るプツシユロツド室が形成されており、このプツ
シユロツド室により冷却液戻し路１８が構成され
る。そして、主燃焼室４３とこのプツシユロツド
室（冷却液戻し路）１８とを区画する隔壁１６の
内部に上下下向に延びる冷却液供給路１７が形成
される。

このプツシユロツド室１８内には、動弁カム軸
６のカム１９に従つて上下動するタペツト２０の
上部と、タペツト２０の上端に当接され、タペツ
ト２０に追随して上下動するプツシユロツド２１
が挿通される。上記冷却液供給路１７とプツシユ
ロツド室１８とは、シリンダブロツク２とヘツド
ブロツク３との接合面まで延長される。上記プツ
シユロツド室１８の底壁にはクランクケース１に
連通する油戻し穴２２が形成されている。尚、主
燃焼室４３の前側には、クランクケース１内のク
ランクルーム２３とヘツドカバー２４内のロツカ
ーアーム室２５とを連通する油戻し穴兼ブレザ通
路２６が形成されている。

このエンジンのシリンダブロツク２の上端面に
組付けられたヘツドブロツク３は、一側部に副室
２７を、中央部に前後に並べられた吸気弁座２８
と排気弁座２９とを備えるとともに、吸気弁座２
８から副室２７の前側を通つてヘツドブロツク３
の一側面に延びる吸気ポート３０と、排気弁座２
９から後方に延びる排気ポート３１とを有してい
る。上記副室２７の周囲には冷却液ジヤケツト３
２が形成される。ヘツドブロツク３の他側部には
上下方向に延び、上記プツシユロツド室１８に連
通するプツシユロツド挿通路が形成されており、
このプツシユロツド挿通路により降液路３３が構
成される。また、このプツシユロツド挿通路（降
液路）３３の一側方に、シリンダブロツク２の冷
却液供給路１７に連通し、上下方向に延びる昇液
路３４が形成されている。また、ヘツドブロツク
３の他側面からこのプツシユロツド挿通路３３と
昇液路３４を貫通し、かつ、上記吸気ポート３０
と排気ポート３１の間の肉壁部３５を通つて、冷
却液ジヤケツト３２に達する貫通孔３６に形成さ
れる。上記冷却液ジヤケツト３２の一側部からは
オイルクーラ（放熱器）３７を介在させた外部配
管３８が導出される。この外部配管３８の終端部
が上記貫通孔３６の外端部に装着された管継手３
９を介してプツシユロツド挿通路３３に接続され
る。この管継手３９の内端部４０は、昇液路３４
とプツシユロツド挿通路３３とを区画する隔壁４
１内まで延長されて、上記貫通孔３６をこの管継
手３９の内端部４０で、昇液路３４側の冷却液導
入路４２とプツシユロツド挿通路３３とに区画し
ている。この管継手３９の挿入端部には、管継手
３９の内部に冷却液導入路４２とプツシユロツド
挿通路３３とを連通させるリリーフ通路４９が形
成される。このリリーフ通路４９に冷却液導入路
４２の内圧で開弁付勢され、これに対抗する閉弁
バネ５０で閉弁付勢されるリリーフ弁５１が挿入
される。

尚、上記オイルクーラ３７は、例えば、冷却フ
アン７から供給され、導風ケース８により案内さ
れる冷却風の一部分によつて冷却される。冷却液
ジヤケツト３２に供給される油量が充分多く、潤
滑油の昇温が比較的少ない場合、あるいは、潤滑
油の総量が充分多く、加熱された潤滑油が他の潤
滑油と混合されて充分冷却される場合等には、潤
滑油の熱による劣化を充分長期間にわたつて防止
できるので、このオイルクーラク３７は省略する
ことができる。又、このヘツドブロツク３の比較
的低温の部分、即ち、吸気ポート３０の周壁、排
気ポート３１の周壁、吸気弁座２８及び排気弁座
２９を有する主燃焼室４３の上壁等は、冷却フア
ン７から供給され、導風ケース８により案内され
る冷却風によつて強制空冷される。更に、このエ
ンジンのクランクケース１は、必要に応じて中空
箱状のエンジン台４４の上面に固定される。この
場合、必要に応じて、クラクンケース１の底壁１
ｂとエンジン台４４の上壁４５とにわつて前後一
対の連通穴４６が形成され、エンジン台４４の内
部空間４７がクランクルーム２３内の底部に形成
されたオイルパン１２の容量を増大させる補助オ
イルパンとして利用される。各連通穴４６のクラ
ンクケース側部分とエンジン台側部分とは、管継
手４８によつて互いに位置決めされて接続され
る。このように、管継手４８介してオイルパン１
２とエンジン台４４を接続する場合には、管継手
４８でクランクケース１とエンジン台４４の位置
決めをできるので、組立作業が容易になる。ま
た、オイルパン１２とエンジン台４４の内部空間
４７とを前後の２箇所で連通させることにより、
前後方向への傾斜時にエンジン台４４の内部空間
４７に空気が溜まることを防止でき、オイルパン
１２とエンジン台４４の内部空間４７との間の潤
滑油の流通を円滑にすることができる。

上記の構成において、ヘツドブロツク３及びシ
リンダブロツク２は、全体としては冷却フアン７
により供給され、導風ケース８により案内された
冷却風により強制空冷される。

上記隔壁１６は主燃焼室４３内の燃焼熱を直接
受けるうえ、プツシユロツド室１８によつて冷却
風路から隔離されているので、強制空冷のみによ
る冷却方式では本質的に高温部を構成することに
なり、シリンダの周方向の温度分布が不均一にな
る。また、ヘツドブロツク３の副室２７の周囲
は、副室２７の燃焼によつて直接に加熱される
上、冷却風が吸気ポート３０に遮られて冷却風量
が少ないので強制空冷のみによる冷却方式では高
温化し、更に、吸気・排気両ポート３０，３１の
間の肉壁部３５は排気弁座２９や排気ポート３１
を通る高温の排気によつて過熱される上、吸気ポ
ート３０によつて冷却風が遮られるので強制空冷
のみによる冷却方式では高温化する。

しかしながら、これらの高温部は強制循環され
る潤滑油で冷却することによつて高温化すること
が防止され、シリンダブロツク２及びヘツドブロ
ツク３の温度分布がそれぞれ均一化される。

即ち、オイルパン１２内の潤滑油はオイルスト
レーナ１３で濾過された後、潤滑油ポンプ１０に
よつて、一方では潤滑油供給路１４を介してエン
ジンの各部に供給され、他方では冷却油往路１５
を通つて隔壁１６内の冷却液供給路１７に導かれ
る。そして冷却液供給路１７を下から上に通り抜
ける間に隔壁１６の熱を奪い、また、冷却液導入
路４２を通る間に吸気・排気両ポート３０，３１
の間の肉壁部３５を冷却し、更に、冷却液ジヤケ
ツト３２を通過する間に副室２７の周壁を冷却し
て、オイルクーラ３７に送られる。そして、オイ
ルクーラ３７で、冷却フアン７から供給され、導
風ケース８により案内される冷却風によつて冷却
されてから、オイルパン１２に戻される。オイル
パン１２に戻された潤滑油の熱はこのオイルパン
１２では補助オイルパンとしてのエンジン台４４
の内部とオイルパン１２の内部の潤滑油に拡散さ
れ、潤滑油は所定の温度に降温することになる。
このようにしてシリンダブロツク２及びヘツドブ
ロツク３の高温部の蓄熱を潤滑油に吸収させて取
り除くことによりシリンダブロツク２及びヘツド
ブロツク３の局部的な高温化が防止され、シリン
ダブロツク２及びヘツドブロツク３の温度分布が
均一に保持されることになる。この結果、シリン
ダブロツク２及びヘツドブロツク３の熱歪の発生
が防止され、シリンダブロツク２及びヘツドブロ
ツク３の熱歪による出力や耐久性の低下が防止さ
れるのである。

また、ヘツドブロツク３の冷却液導入路４２
と、外部配管３８をプツシユロツド挿通路３３に
接続する管継手３９を装着する孔とが、一つの貫
通孔３６として形成されているので、この貫通孔
３６を鋳造時に一つの中子（図示せず）を使用し
て形成したり、鋳造後に図示しないドリルで穿孔
したりすることにより、ヘツドブロツク３内の冷
却液の通路を簡単に形成できる。

更に、管継手３９の挿入端部を昇液路３４とプ
ツシユロツド挿通路３３とを区画する隔壁４１内
まで延長し、上記貫通孔３６をこの管継手３９の
挿入端部で昇液路３４側の冷却液導入路４２とプ
ツシユロツド挿通路３３とに区画して、管継手３
９を冷却液導入路４２とプツシユロツド挿通路３
３とを区画する栓に兼用させるので、部品点数の
増加を最小限に抑えることができる。

加えて、管継手３９の挿入端部には、管継手３
９の内部４０ににリリーフ路４９と閉止バネ５０
と、リリーフ弁５１を組み込むことにより、管継
手３９を組み込むだけで、同時にリリーフ弁５１
を組付けることができ、リリーフ弁５１の取付構
造が簡単で、その組立も容易になる。

又、一つの部品、即ち、管継手３９内の、上記
のように外部配管３８をプツシユロツド挿通路３
３に連通する油通路と、リーフフ用の油通路との
二つの油通路を形成することにより、部品点数を
減少させることができる。

尚、貫通孔３６、はシリンダヘツド３の外端面
から冷却液導入路４２とプツシユロツド挿通路３
３とを区画する隔壁４１までが直線であればよい
が、コストダウンを図る上では、上記のようにシ
リンダヘツド３の外端面から冷却液ジヤツケト３
２に至る全長にわたつて直線である方が一層有利
である。

また、冷却液供給路１７、昇液路３４、冷却液
導入路４２、冷却液ジヤツケト３２、外部配管３
８、プツシユロツド挿通路３３及びプツシユロツ
ド室１８を循環する冷却液には、エンジンの潤滑
系と共用される潤滑油の他に、エンジンの潤滑系
とは独立して循環される潤滑油等の油、水、また
はエチレングリコール水溶液（不凍液）等を使用
すればよく、この冷却液は強制循環させてもよ
く、また、自然対流によつて循環させてもよい。

更に、ヘツドブロツク３内に形成される冷却液
ジヤツケト３２は上述のように副室２７の周囲に
限らず、ヘツドブロツク３全体に拡大してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施に係るエンジンの液
冷装置の要部の縦断背面図、第２図はそのエンジ
ンの縦断側面図、第３図はそのエンジンの背面
図、第４図は第１図のＡ−Ａ線横断平面図であ
る。第５図は従来技術に係る副室式エンジンのヘ
ツドブロツクの冷却装置の要部の縦断背面図、第
６図は第５図の縦断側面図である。 ２……シリンダブロツク、３……ヘツドブロツ
ク、７……冷却フアン、１０……冷却液ポンプ、
１７……冷却液供給路、１８……冷却液戻し路、
２７……副室、３２……冷却液ジヤケツト、３３
……降液路、３４……昇液路、３７……オイルク
ーラ（放熱器）、３８……外部配管、３９……管
継手、４２……導入路、４３……主燃焼室、５１
……リリーフ弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 副室式エンジンの主燃焼室４３に副室２７を連
   通させ、この副室２７はヘツドブロツク３内で、
   主燃焼室４３の中心よりも横一側方に偏位した位
   置に形成し、 そのヘツドブロツク３内に、冷却液ジヤケツト
   ３２を形成し、この冷却液ジヤケツト３２と放熱
   器３７とに亘つて冷却液を冷却液ポンプ１０で循
   環させるように構成した 副室式エンジンのヘツドブロツクの冷却装置に
   おいて、 前記冷却液ジヤケツト３２は、前記ヘツドブロ
   ツク３内のうちの、前記副室２７を取囲む部分に
   のみ形成するとともに、これ以外の部分には形成
   しないでおき、 前記副室式エンジンに冷却フアン７を設け、こ
   の冷却フアン７で起した冷却風を、上記ヘツドブ
   ロツク３のうちの、上記副室２７を取囲む部分以
   外の部分に供給するように構成し、 前記冷却液ポンプ１０で圧送される冷却液は、
   冷却液供給路１７・昇液路３４・導入路４２・冷
   却液ジヤケツト３２・外部配管３８・管継手３
   ９・降液路３３・および冷却液戻し路１８内を順
   に通過するように構成し、 上記昇液路３４・導入路４２・および降液路３
   ３は上記ヘツドブロツク３内に形成し、 その導入路４２は、上記副室２７側とは反対側
   となる横他側部から上記冷却液ジヤケツト３２に
   向けて一直線状に走らせ、この導入路４２の始端
   部の下側に上記昇液路３４を設け、この昇液路３
   ４の横他側部に降液路３３を設け、 上記冷却液供給路１７および冷却液戻し路１８
   はそれぞれ、上記昇液路３４および降液路３３の
   下側の位置で、前記シリンダブロツク２内に上下
   方向に走らせて形成し、 前記管継手３９は、上記ヘツドブロツク３の横
   他側面から、上記降液路３３を横断して、上記導
   入路４２の始端面に突合せ状に臨む状態に設け、
   この管継手３９の先端部でその導入路４２の始端
   部を閉塞し、 この導入路４２から冷却液戻し路１８へ冷却液
   がリリーフすることを許すリリーフ弁５１を、上
   記管継手３９の先端寄り部分内に設け て構成したことを特徴とする副室式エンジンのヘ
   ツドブロツクの冷却装置。