JPH0637849B2 - シリンダヘツド冷却構造 - Google Patents

シリンダヘツド冷却構造

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JPH0637849B2 JP59193092A JP19309284A JPH0637849B2 JP H0637849 B2 JPH0637849 B2 JP H0637849B2 JP 59193092 A JP59193092 A JP 59193092A JP 19309284 A JP19309284 A JP 19309284A JP H0637849 B2 JPH0637849 B2 JP H0637849B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はエンジンのシリンダヘッド冷却構造に関す
る。

〔従来の技術〕

一般にエンジンでは、燃焼室で発生する熱の弊害を除去
し、適当な温度条件を確保するために各種の冷却構造が
採用されている。

これら従来の冷却構造を大別すると、空冷式の冷却構造
と水冷式の冷却構造とがある。

このうち空冷式は、エンジンのシリンダブロックとシリ
ンダヘッドのそれぞれの表面に放熱用のフインを立設
し、このフインの表面を通過する冷却風を利用してエン
ジンの冷却を図るものである。

また、水冷式はエンジンのシリンダブロックとシリンダ
ヘッドとにそれぞれウォータジャケットを形成し、この
ウォータジャケット内を通過する冷却水によってエンジ
ンの冷却を図るものである。

ところで、空冷式の冷却構造はエンジンのシリンダブロ
ックおよびシリンダヘッドの表面に放熱フインを形成す
れば良いので、その構造は極めて簡単であるが、一方、
エンジン全体を一様に冷却することが困難であり、この
ため温度制御が難しく、シリンダブロックやシリンダヘ
ッドに熱変形が生じやすい欠点があり、また放熱フイン
の共鳴によりエンジンの騒音が大きくなる欠点もある。

また水冷式の冷却構造はエンジンの各部を比較的均一に
冷却することが出来るが、ラジエータやファン等の部品
を配置せねばならぬため部分点数が多く、かつシリンダ
ブロックおよびシリンダヘッドにウォータジャケットを
形成せねばならぬので、製造工程が極めて煩雑で(中子
を製作する等)工程増となりエンジンのコストアップを
招来していた。

〔発明の目的〕

この発明は上述した事情に鑑み、構造が簡単で、しかも
シリンダヘッドに形成された燃焼室周辺の冷却効率を一
層向上させるようにしたシリンダヘッド冷却構造を提供
することを目的とする。

〔発明の構成〕

上述した目的を達成するため、この発明のシリンダヘッ
ド冷却構造では、シリンダヘッドの燃焼室上方に位置す
る部分にオイル貯溜室を形成し、該オイル貯溜室の少な
くとも上方開放面にシリンダヘッドと別体の蓋体を上方
から着脱自在に固定するとともに、前記オイル貯溜室内
に、先端噴射口を該貯溜室の底壁に向け開口させたオイ
ル噴射ノズルを没入配置するようにしている。

〔作用〕

上述したシリンダヘッド冷却構造によると、オイル貯溜
室内に滞留したオイルにより冷却が図られるとともに、
噴射ノズルの噴射口をオイル貯溜室内に没入配置し、そ
こからオイル貯溜室底壁に向けてオイルを噴射させるよ
うにしたので、噴射オイルが勢いよく冷却面であるオイ
ル貯溜室底壁に届き、このため効率の良い冷却が行われ
る。またオイル貯溜室の上方開放面が蓋体により覆われ
るので、オイルがシリンダヘッドの内部に飛散すること
もない。

〔実施例〕

以下、本発明のシリンダヘッド冷却構造の一実施例を詳
述する。

第1図および第2図は本発明のシリンダヘッド冷却構造
を備えたシリンダヘッド10の上面図およびその底面図
で、特に自動二輪車に搭載される並列4気筒4バルブD
OHC(ダブル・オーバヘッド・カムシャフト)式エン
ジンのシリンダヘッドを示したものである。

このシリンダヘッド10のエキゾーストポート側(矢印
A)とインレットポート側(矢印B)とには第1図に示
すように、それぞれ、エキゾースト側とインレット側の
ロッカーアームを駆動させる図示せぬカムシャフトの軸
受部12,14が形成されている。

また、この軸受部12,14の下部には、それぞれエキゾー
スト側、インレット側の各ロッカーアームを支承する図
示せぬロッカーシャフトの軸受部が形成されている。

一方、前記軸受部12,14の周面には、シリンダヘッド10
に形成された図示せぬオイルギャラリーを介して圧送さ
れる潤滑オイルの噴出孔16がそれぞれ形成されている。

また、第1図に示すシリンダヘッド10の表面中央部に
は、その長手方向に沿って、オイル貯溜室20,22,24,
26,28,30がそれぞれ形成されている。

この各オイル貯溜室20,22,24,26,28,30は第2図に
示す燃焼室32,34,36,38のほぼ上方に位置する部分に
形成されており、また、シリンダヘッド10の一部破断正
面図で示す第3図のように、各燃焼室32,34,36,38の
ボア径を含む範囲(ただし、各燃焼室32,34,36,38の
中央部上方に形成された円筒形の点火栓取付用ボス40,
42,44,46の部分を除く)に形成されている。

したがって、上述した各オイル貯溜室20,22,24,26,
28,30の各周壁部20a,22a,24a,26a ,28a ,30a は
第1図に示すようにエキゾーストバルブを支承するバル
ブ座50,およびインレットバルブを支承するバルブ座52
の周面に隣接し、かつ第3図で示すように各燃焼室32,
34,36,38ごとに形成されるプラグ座54の周辺に隣接す
ることとなる。

このように形成された各オイル貯溜室20,22,24,26,
28,30内に後述するオイル供給通路から潤滑用のオイル
が噴射供給されると、このオイルが各オイル貯溜室20,
22,24,26,28,30内に一時滞留するので、この滞留し
たオイルによって各燃焼室32,34,36,38(第2図)の
周辺、およびバルブ座50,52 とプラグ座54の周辺に発生
する熱が吸引され、シリンダヘッド10の主要部分の冷却
が図られることとなる。

一方、第1図に示すように、上述した各オイル貯溜室2
0,22,24,26,28,30の各周壁部20a,22a,24a,26a,2
8a ,30a には、このオイル貯溜室内に供給されたオイ
ルを一時貯溜した後、順次排出する排出孔60,62,64,
66,68,70,72,74が形成されており、このうち、シリ
ンダヘッド10の左右両端部とカムチェーン室90を介して
対向する位置に形成されたオイル貯溜室20,24,26,30
の排出孔60,66,68,74は、排出通路80,82,84,86を
介して、スタットボルトの挿通孔90,92,94,96に連通
している。

したがって、オイル貯溜室20,24,26,30に供給された
オイルは前記排出孔60,66,68,74および排出通路80,
82,84,86を介してスタッドボルトの挿通孔90,92,9
4,96に排出され、さらにこの挿通孔90,92,94,96を
介して、エンジンのオイルパンに返却される。

一方、前記オイル貯溜室22,28の排出孔62,64,70,72
は、排出通路100 ,102 ,104 ,106 を介し、エキゾー
ストポート側に形成された主排出通路110 ,112 に連通
している。なおこの主排出通路110 ,112 は第3図に示
すように、各エキゾーストポートの間のシリンダヘッド
10表面にそれぞれ形成されている。

また、前記排出通路100 ,102 ,104 ,106 はシリンダ
ヘッド10内に形成されたエキゾーストポートの壁面に隣
接して形成されており、このため前記オイル貯溜室22,
28に噴射供給されたオイルが排出通路100,102 ,104 ,
106を介して主排出通路 110,112 内に排出される際
に、エキゾーストポートに発生する熱も吸引し、エキゾ
ーストポートの冷却も同時に行なうこととなる。

なお、上記主排出通路110 ,112 には、オイル貯溜室2
2,28に連通する排出通路100 ,102 ,104 ,106 の他
に、第1図および第3図に示すようにエキゾーストポー
ト上方のシリンダヘッド10に開孔部120 ,122 ,124 ,
126 ,128 ,130 を有する各排出通路132 ,134 ,136
,138 ,140 ,142 が連通しており、このためシリン
ダヘッド10のエキゾーストポート上方を流れるオイルを
前記各排出通路132 ,134 ,136 ,138 ,140 を介して
主排出通路110 ,112 内に排出させている。

なお、第1図で符号150,152 ,154 ,156 ,158 ,160
,162 ,164 は図示せぬスタッドボルトの挿通孔であ
り、符号170 ,172 ,174 ,176 はそれぞれ点火栓取付
用ボス40,42,44,46の上部に形成されたフランジ部で
ある。

なお、このフランジ部170 ,172 ,174 ,176 には、そ
れぞれオイルを前記各オイル貯溜室20,22,24,26,2
8,30内に供給する後述するオイル供給通路の一部であ
る孔180 がそれぞれ形成されている。また、第2図で符
号190,192,194 ,196 はそれぞれエキゾーストポート5
0,52,54,56の下方に形成された孔で、この孔190 ,1
92 ,194 ,196 は第1図に示す点火栓取付用ボス40,4
2,44,46の内部に連通している。また、第3図および
第1図で、符号210,212 ,214 ,216 ,218 ,220 はそ
れぞれ前記各オイル貯溜室20,22,24,26,28,30内に
立設されたボス部で、このボス部210 ,212 ,214 ,21
6 ,218 ,220 にはそれぞれめネジ部210a,212a,214
a,216a,218a,220a(第1図)が形成されている。

このめネジ部210 a,212a,214a,216a,218a,220a
は、第4図の拡大平面図で示すプレート状の蓋体230 の
取付用のめネジ部で、この蓋体230 はその外形がほぼ第
1図に示すように、カムチェーン室90を境にして、左右
対称に形成されたオイル貯溜室20,22,24とオイル貯溜
室26,28,30の各上方開放面を、その上方からそれぞれ
独立して覆う形状に形成されている。

なお、この蓋体230 は断面コの字状に形成され、その機
械的強度を増大させている。また、この蓋体230 には、
取付ボルト嵌挿用の孔232 と、後述するオイル供給通路
を構成するパルプの嵌挿用孔234 とがそれぞれ形成され
ている。

したがって、この蓋体230 を第1図に示すシリンダヘッ
ド10内に装着すると、第5図の要部拡大平面図に示すよ
うに、蓋体230 によって、各オイル貯溜室20,22,24,
26,28,30の各上方開放面が閉塞されることとなる。

このように、オイルを貯溜するオイル貯溜室の上方開放
面を蓋体230 で覆うと、貯溜されたオイルがオイル貯溜
室20,22,24,26,28,30からシリンダヘッド10の内部
に飛び出して飛散することが防止されることとなる。な
お、第5図で符号240 は蓋体230 の取付ボルトである。

一方、本発明を適用した実施例のシリンダヘッド10で
は、エキゾーストバルブおよび、このバルブのバルブス
プリング等にオイルを余分に付着させないために第6図
の拡大平面図およびその側面図で示す第7図のようなプ
レート状のバルブスプリングシート250 が使用されてい
る。

このバルブスプリングシート250 には、バルブガイドを
嵌挿する孔252 が複数個形成されており、またその断面
は機械的強度を増大させるためにL字形状に形成されて
いる。

第8図は、このバルブスプリングシート250 をシリンダ
ヘッド10内に装着した状態を示す平面図で、第1図およ
び第5図と同一部分を同一符号で示す。なお、このバル
ブスプリングシート250 は、図示せぬバルブスプリング
によってバルブ座に固定され、また、一枚のプレートが
複数のバルブガイドに同時に嵌挿するので通常の略円盤
状のバルブスプリングシートと異なり、そのつれ回りが
防止されることとなる。

次に、シリンダヘッド10内に形成された前記各オイル貯
溜室20,22,24,26,28,30内にオイルを噴射供給するオ
イル供給通路について、詳述し、併せて本発明のシリン
ダヘッド冷却構造の作用をより詳細に説明する。

第9図および第10図は、それぞれ、第1図に示すシリン
ダヘッド10を覆うシリンダヘッドカバー260 の上面図お
よびその底面図である。

このシリンダヘッドカバー260 は第1図に示すように、
シリンダヘッド10の表面をすべて覆うように形成されて
おり、その中央にはブローバイガス取り出し用孔262 が
形成されている。またその中央長手方向には、点火栓お
よび点火栓着脱用工具の挿入孔270 ,272 ,274 ,276
が形成されている。なおこの各挿入孔270 ,272 ,274
,276 の周面には点火栓および点火栓着脱用工具の案
内溝270a,272a,274a ,276aがそれぞれ形成されてい
る。

一方、このヘッドカバー260 の底面には第10図に示すよ
うに、図示せぬオイル供給装置から圧送されたオイルを
それぞれシリンダヘッドカバー260 の中央部へ案内する
オイル供給通路280 ,282 が形成されている。このオイ
ル供給通路280 ,282 は、それぞれの一端が、インレッ
トポート側のシリンダヘッドカバー260 に形成された供
給孔290 ,292 に連通しており、その各他端は分岐し
て、点火栓取付用の挿入孔270 ,272 ,274 , 276に形
成されたフランジ部270b,272b,274b,276bに至ってい
る。

この各フランジ部270b,272b,274b,276bには、シリン
ダヘッドカバー260 をシリンダヘッド10(第1図)に固
定するボルト(後述する)の挿入孔310 ,312 ,314 ,
316 ,318 ,320 ,322,324 がそれぞれ形成されてお
り、前記オイル供給通路280 ,282 の分岐した他端はこ
れらの挿入孔310,312,314 ,316 ,318 ,320 ,322 ,
324 に連通している。

したがって矢印に示す如く、供給孔290 ,292 から供給
されたオイルはオイル供給通路280 ,282 を介して、そ
れぞれ前記挿入孔310 ,312 ,314 ,316 ,318 ,320
,322 ,324 へ案内されることとなる。なお、これら
の挿入孔310 ,312 , 314,316 ,318 ,320 ,322 ,
324 は第1図に示す取付用ボス40,42,44,46の各フラ
ンジ部170 ,172 ,174 ,176 に形成された孔180 に対
向する位置にそれぞれ形成されている。

なお、第9図および第10図で符号330 はそれぞれシリン
ダヘッドカバー260 をシリンダヘッド10(第1図)に固
定する固定用ボルトの挿入孔である。

一方、シリンダヘッドカバー260 の前記挿入孔310,31
2, 314,316 ,318 ,320 ,322 ,324 へ案内された
オイルは、シリンダヘッドカバー260 をシリンダヘッド
10に装着した状態を示す第11図の要部拡大断面図および
そのDD断面図で示す第12図に示すように、シリンダヘ
ッド締付用ボルト340 に形成されたオイル通路342 と、
フランジ部170 ,172,174 ,176 に形成された孔180 に
嵌着し、各オイル貯溜室20,22、24、26、28、30内に、
没入配置された噴射ノズル344 を介し、各オイル貯溜室
20,22 、24、26、28、30内に噴射される。

その際、オイル貯溜室内に没入配置された噴射ノズル34
4 の下端、即ち噴射ノズル344 のオイル噴射口344aが各
オイル貯溜室20,22、24、26、28、30の底壁400 向けて
配置されているので、当該オイル噴射口344aから底壁40
0 へ向けて噴射された冷却オイルは勢いよく冷却面であ
るオイル貯溜室の各底壁400 に届くこととなる。

このような冷却オイルの噴射構造によると、オイル貯溜
室20,22、24、26、28、30内にオイル噴射ノズル344 を
没入配置し、その先端噴射口344aを該貯溜室の底壁400
に向けるようにしているので、噴射口344aが底壁400 近
接して配置されることとなり、このためオイル噴射口34
4aから噴射された冷却オイルは、底壁400 に滞留するオ
イルを押し退けて冷却面である底壁400 に勢いよく届
き、この底壁400 の効率の良い冷却を行うこととなる。

なお第11図に示した実施例では、フランジ部170 ,172
,174 ,176 の各孔180 に供給されたオイルを噴射ノ
ズル344 を介して、オイル貯溜室20,22,24,26,28,3
0内に導くようにしたが、勿論噴射ノズル344 を使用す
ることなく、各フランジ部170 ,172 ,174 ,176 を各
オイル貯溜室20,22,24,26,28,30内に没入するよう
に延設し、そのフランジ部の内部にオイル通路を形成す
るようにしても良い。

なお、第11図および第12図の締付用ボルト340 は第14図
に示す締付用ボルト340 の拡大一部断面斜視図に示すよ
うに、その内部にT字形に形成したオイル通路342 が形
成されており、このボルト340 の周面340aから侵入する
オイルは矢印の如くボルト340 の下端部へ案内される。

なお、第11図および第12図で、第1図,第3図,第5
図,第8図および第10図と同一部分は同一符号で示す。

一方、シリンダヘッド10の各オイル貯溜室20,22,24,
26,28,30内に噴射供給されたオイルは前述したよう
に、各オイル貯溜室20,22,24,26,28,30の各周壁部
20a ,22a ,24a,26a,28a,30a に形成された排出孔、6
0,62,64,66,68,70 ,72,74(第1図)を介し、ス
タッドボルトの挿通孔90,92,94,96,あるいは主排出通路
110,112 内に排出され、さらに、図示せぬオイル返却
通路を介してエンジンのオイルパン内に返却される。

なお、自動二輪車に搭載されるエンジンは、車体の高さ
を極力低くするために、通常進行方向の前方に傾斜して
取付けられるため、第12図の水平ラインEEで示すよう
に、シリンダヘッド10はエキゾーストポート側が低くな
るように傾斜し、このため、カムシャフト等の他の摺動
部分を潤滑した後、シリンダブロック内に排出されるオ
イルも、オイル貯溜室内に一時貯溜されたオイルと同様
に、第1図で示す排出孔120 ,122 ,124 ,126 ,128
,130 側に流れ、かつその排出孔を介して主排出通路1
10 ,112 内に排出されることとなる。

なお上記実施例では、第3図に示すように、各オイル貯
溜室20,22,24,26,28,30の底壁400 をそれぞれ燃焼
室の周面に沿ってフラットな形状に仕上げるようにした
が、この各オイル貯溜室20,22,24,26,28,30内に一
時貯溜されるオイルと底壁400 との接触面を増大させ
て、オイルによる冷却効果を高めるために、第3図と同
一部分を同一符号で示す第14図の要部拡大断面図のよう
に、その底壁400 を凹凸形状に仕上げるようにしても良
く、更には第14図の要部平面図で示す第15図に示すよう
に、その凹凸形状に特定の方向性を与えても良く、この
ように凹凸形状に方向性を与えるとオイル貯溜室内に供
給されるオイルは円滑に排出孔に導びかれることとな
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明ではシリンダヘッドの燃
焼室上方に位置する部分にオイル貯溜室を形成し、この
オイル貯溜室内に滞留するオイルによりシリンダベッド
の冷却を図るとともに、オイル貯溜室内に、先端噴射口
を該貯溜室の底壁に向け開口させたオイル噴射ノズルを
没入配置し、このオイル噴射口からオイル貯溜室の底壁
へ向けて潤滑オイルを噴射させるようにしたから、冷却
面となるオイル貯溜室底壁に噴射オイルが勢いよく届
き、このため噴射されたオイルが直接冷却面に当たって
冷却効率を一層向上させることができる。またオイル貯
溜室を上から蓋体により覆うようにしたから組立て作業
性が容易であり、さらに蓋をしたことで噴射されたオイ
ルがシリンダヘッド内に飛散せず、このため過剰なオイ
ル付着による動弁機構等のメカニカルロス発生を防止
し、またブローバイガスとともに排出されるオイルの消
費量を低減させることもできる。さらに、冷却媒体とし
てエンジンの潤滑油を使用するため、従来の水冷エンジ
ンの如く鋳物でシリンダヘッド内にウォータジャケット
を形成する必要がないので、構造が極めて簡単で、しか
も安価に製造でき、さらにエンジンの軽量化も達成する
ことができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第1図および第2図は、それぞれ本発明のシリンダヘッ
ド冷却構造を備えたシリンダヘッドの上面図およびその
底面図、第3図は第1図の一部破断正面図、第4図は蓋
体の拡大平面図、第5図は蓋体を装着したシリンダヘッ
ドの要部拡大上面図、第6図および第7図はバルブスプ
リングシートの拡大上面図およびその側面図、第8図は
バルブスプリングシートを装着したシリンダヘッドの要
部拡大上面図、第9図および第10図はシリンダヘッドカ
バーの上面図およびその底面図、第11図はシリンダヘッ
ドカバーを装着したシリンダヘッドの断面図、第12図は
第11図のDD断面図、第13図はシリンダヘッド締付用ボ
ルトの拡大一部断面斜視図、第14図はオイル貯溜室の他
の実施例を示すシリンダヘッドの要部断面図、第15図は
第14図の要部上面図である。 10……シリンダヘッド、20、22、24、26、2
8、30……オイル貯溜室、32、34、36、38…
…燃焼室、230……蓋体、400……底壁、344a
……オイル噴射口。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダヘッドの燃焼室上方に位置する部
    分にオイル貯溜室を形成し、 該オイル貯溜室の少なくとも上方開放面にシリンダヘッ
    ドと別体の蓋体を上方から着脱自在に固定するととも
    に、 前記オイル貯溜室内に、先端噴射口を該貯溜室の底壁に
    向け開口させたオイル噴射ノズルを没入配置したことを
    特徴とするシリンダヘッド冷却構造。
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