JPH09144597A - シリンダヘッドの冷却構造 - Google Patents

シリンダヘッドの冷却構造

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JPH09144597A
JPH09144597A JP30083695A JP30083695A JPH09144597A JP H09144597 A JPH09144597 A JP H09144597A JP 30083695 A JP30083695 A JP 30083695A JP 30083695 A JP30083695 A JP 30083695A JP H09144597 A JPH09144597 A JP H09144597A
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JP
Japan
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cylinder head
cylinder
water jacket
spark plug
cooling structure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP30083695A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Yoneda
俊彦 米田
Shigeatsu Uchiyama
重敦 内山
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウォータージャケットを点火プラグ等の高温
になり易い部分に接近させることにより冷却効率を高め
たシリンダヘッドの冷却構造を提供する。 【解決手段】 シリンダヘッド1の中心部に点火プラグ
装着用の穴2,14,15を設け、その穴の周囲にウォ
ータージャケット3を設けたシリンダヘッドの冷却構造
において、前記点火プラグ装着用の穴2,14,15
に、内周壁に点火プラグを螺入するネジ部を設けた金属
筒4を嵌め込み、その金属筒4の一方の開口端を燃焼室
に臨ませると共に、その金属筒4の外周壁が前記ウォー
タージャケット3の水と直接接触するように形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はシリンダヘッドの冷
却構造に関し、特にウォータージャケットを点火プラグ
等の高温になり易い部分に接近させることにより冷却効
率を高めたシリンダヘッドの冷却構造に関する。
【0002】
【従来の技術】図3および図4に従来の4バルブエンジ
ンのシリンダヘッドの冷却構造を示す。図3はシリンダ
ヘッド中心部の点火プラグ装着部分の断面図であり、図
4はその外側の吸気弁および排気弁部分の断面図であ
る。
【0003】従来のシリンダヘッドの冷却構造は、図3
に示すように、シリンダヘッド30の中心部に点火プラ
グ(図示しない)を直接装着する穴31を設け、この穴
31の周囲にウォータージャケット32を設けるもので
あった。穴31は、点火プラグのネジ部を螺合するため
の細径部37と点火プラグ本体部を収容する太径部38
とからなる2段になった中空円筒形状である。
【0004】この場合、吸・排気ポート33,34に取
付けるバルブシートは、図4に示すように、鉄系材料か
らなる圧入型バルブシート35,36で構成される。各
吸気ポート33および排気ポート34に対応して、バル
ブガイド39,40が圧入装着される。これらのバルブ
ガイド39,40に吸気弁(図示しない)および排気弁
(図示しない)の弁軸が挿入配置される。41,42は
バルブリフター収容部であり、43,44はバルブ駆動
用のカム軸装着部である。また、45はウォータージャ
ケットであり、前記点火プラグ周囲のウォータージャケ
ット32と連通路(図示しない)を介して連通し、冷却
水が循環する。
【0005】このような構成において、シリンダヘッド
中央の穴31に装着された点火プラグがウォータージャ
ケット32により冷却され、また、吸気弁、排気弁およ
びバルブシート33,34が同じくウォータージャケッ
ト32により冷却される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のシリンダヘッドの冷却構造は、点火プラグをそのネ
ジ部において前記穴31の細径部37に直接螺入してシ
リンダヘッド30に装着する構造のものである。この場
合、前記ウォータージャケット32と穴31の太径部3
8との間の肉厚を製造上および強度上ある程度厚くせざ
るを得ない。しかも、シリンダヘッド30を製造する際
の鋳型の形状に制限があり、細径部37の外側の肉厚は
さらに厚くなる。このためウォータージャケット32を
点火プラグ側に充分接近させることができず、冷却効率
を充分高めることが困難であった。さらに、上記従来の
シリンダヘッド冷却構造は、吸・排気ポート33,34
に取付けるバルブシートが圧入型バルブシート35,3
6で構成されるため、ポート部分60の肉厚を強度上あ
る程度厚くせざるを得ず、この点からもウォータージャ
ケット32をバルブシート35,36に充分接近させる
ことができず、冷却効率を高めることが困難であった。
【0007】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、ウォータージャケットを点火プラグ、
吸・排気バルブシート等の高温になり易い部分に接近さ
せることにより冷却効率を高めたシリンダヘッドの冷却
構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、シリンダヘッドの中心部に点火プラグ装
着用の穴を設け、その穴の周囲にウォータージャケット
を設けたシリンダヘッドの冷却構造において、前記点火
プラグ装着用の穴に、内周壁に点火プラグを螺入するネ
ジ部を設けた金属筒を嵌め込み、その金属筒の一方の開
口端を燃焼室に臨ませると共に、その金属筒の外周壁が
前記ウォータージャケットの水と直接接触するように形
成したことを特徴とするシリンダヘッドの冷却構造を提
供する。
【0009】また、本発明の好ましい実施例としては、
吸・排気ポートに取付けるバルブシートを溶着型バルブ
シートで構成し、吸・排気バルブ周辺のシリンダヘッド
の肉厚を薄くしたことを特徴とするものである。
【0010】別の好ましい実施例としては、前記金属筒
は、シリンダヘッドに嵌め込む細筒部とウォータージャ
ケットに直接接触する太筒部とからなることを特徴とし
ている。
【0011】
【作用】ウォータージャケットと点火プラグとを金属筒
で仕切るため、鋳物の肉厚部が不要になる。従って、ウ
ォータージャケットを、点火プラグが螺入可能な金属筒
の肉厚分の距離にまで点火プラグに接近させることがで
き、点火プラグを充分冷却することができる。また、こ
れに伴い点火プラグ螺入部の周囲の肉厚を薄くすること
ができ、点火プラグのネジ部の冷却を充分行うことがで
きる。
【0012】また、金属筒はシリンダヘッドと別体であ
り、シリンダヘッドを鋳物で形成した後、このシリンダ
ヘッドに嵌め込む構造のため、金型に溶融金属を流し込
んでシリンダヘッドを成型したときは、シリンダヘッド
の点火プラグ装着部分とウォータージャケット形成部分
とが同一空間として連通された状態である。このため、
鋳型のウォータージャケット部分の除去(砂抜き)を点
火プラグ装着部分の穴を介して行うことができ、鋳型除
去作業(砂抜き)を容易に行うことができる。さらに、
バルブシートとして溶着型バルブシートを使用すれば、
バルブシートは加熱或いは摩擦熱による熱圧着により吸
・排気ポートに取付けることができるため、取付強度を
さほど大きくする必要がない。このため、前述の金属筒
による鋳物肉厚の薄肉化の効果とともに、ポート部分の
吸・排気バルブ周辺の肉厚をさらに薄くすることがで
き、その分ウォータージャケットをバルブシートに接近
させて冷却することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は、本発明のシリンダヘッド
の冷却構造を4バルブエンジンに適用した場合のシリン
ダヘッド部の中央部断面図であり、図2はその外側の吸
・排気バルブ部分の断面図である。
【0014】アルミ合金製の鋳物で製造したシリンダヘ
ッド1には、その中央部に点火プラグ装着用の穴2が設
けられる。この穴2は、前述の図3の穴31の細径部3
7、太径部38に対応して、点火プラグのネジ部を螺合
するための細径部14(下部)と点火プラグ本体部を収
容する太径部15(上部)の2ヵ所からなり、その中間
は空間であり鋳物は形成されない。
【0015】この穴2には、金属筒4が圧入により又は
ネジにより嵌め込まれる。この金属筒4は、穴2の細径
部14と太径部15に対応して細筒部と太筒部とからな
る段差のある筒体である。この金属筒4の周囲には、ウ
ォータージャケット3が設けられ、その太筒部の外周壁
には、鋳物の壁がないため、ウォータージャケット3の
水が直接接触する。
【0016】この金属筒4は、シリンダヘッド1と熱膨
張率が同じになるように、シリンダヘッド1と同材料の
アルミ合金から成る。この金属筒4には、穴2の細径部
14に対応した部分(細筒部)の内周壁に雌ネジが螺刻
され、この雌ネジに点火プラグ(図示せず)が螺合され
て、点火プラグがシリンダヘッド1に装着される。さら
に金属筒4は、その細筒部下方の開口端が燃焼室に臨
む。
【0017】また、図2に示すように、吸・排気ポート
5,6の吸・排気の開口7,8には、バルブシート9,
10が取付けられる。この吸・排気バルブシート9,1
0は、厚さ約1mmの溶着型バルブシートであって、加
熱により又は摩擦熱により吸・排気ポートの開口7,8
に取付けることができ、取付けに大きな加圧力を必要と
しない。
【0018】尚、図中、53はウォータージャケット、
11は前記各ウォータージャケット3,53同士の連通
路、12は吸・排気バルブ用部品(バルブリフター等)
を取付けるための穴、13は前記金属筒4の外周に設け
られるシールリングを示す。図5に前述の溶着型バルブ
シートの詳細を示す。アルミ合金からなるシリンダヘッ
ド70の吸気ポート(又は排気ポート)74の開口部に
リング状バルブシート71が装着される。73は燃焼室
側を示す。このバルブシート71は、鉄系の焼結合金か
らなり、その表面に銅メッキが施されている。このよう
なバルブシートをシリンダヘッド70側に押し付けなが
ら電流を流すことによりバルブシート自体が発熱し、こ
の抵抗熱溶接作用により、バルブシート71がシリンダ
ヘッド70に密着して埋設状態に結合される。このと
き、表面の銅メッキ部分は銅の固相拡散層72を形成す
る。この後、バルブシートの内面側(露出面側)を加工
処理して形状を仕上げる。なお、バルブシートの溶着時
には押圧処理の都合上シリンダヘッドを上下逆転して行
う。このような溶着型バルブシート71は、前述のよう
に非常に薄く、図に示した厚さDは500〜1500μ
m程度である。
【0019】上記構成のシリンダヘッドの冷却構造によ
れば、金属筒4の太筒部外周壁はウォータージャケット
3の水に直接接触しており、また金属筒4の細筒部は点
火プラグを螺入するネジ部が形成できる最小の肉厚さえ
有していればよく、肉厚を可及的に薄くすることができ
る。即ち、金属筒4の太筒部の外側には鋳物の壁が形成
されないため、その分だけ細筒部周囲の鋳物の肉厚を薄
くすることができる。したがって、ウォータージャケッ
ト3を点火プラグ側に可及的に接近させることができ、
点火プラグの冷却効率を向上させることができる。
【0020】製造時には、鋳型に溶融金属を流し込んで
シリンダヘッド1を製造し、鋳型を除去してシリンダヘ
ッドの鋳物を形成した後、この鋳物の点火プラグ装着用
の穴2に金属筒4を嵌め込む。この場合、鋳型を除去す
るときには点火プラグ装着用の穴2とウォータージャケ
ット3用の穴とは連通されているため、例えば点火プラ
グ装着用の穴2の太径部15の開口を介して点火プラグ
の周囲のウォータージャケットの部分の鋳型の砂抜きを
行うことができ、鋳型除去作業(砂抜き)を容易に行う
ことができる。
【0021】さらに、溶着型バルブシート9,10は、
大きな加圧力を必要とすることなく、加熱により又は摩
擦熱により容易に吸・排気ポートの開口7,8に取付け
ることができ、吸・排気バルブ周辺のシリンダヘッド1
の肉厚を薄くしてウォータージャケット3をバルブシー
トに可及的に接近させることができ、吸・排気バルブや
バルブシート等の冷却効率を向上させることができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、点火
プラグを金属筒を介してシリンダヘッドに装着し、金属
筒外側の鋳物を実質上なくして、金属筒の外周壁をウォ
ータージャケットの水に直接接触するように形成したた
め、前記従来構造(点火プラグを鋳物のシリンダヘッド
に直接装着する構造であって、鋳物製造上、点火プラグ
とウォータージャケットとを鋳物肉厚を介して離さなけ
ればならない構造)に比して、ウォータージャケットを
点火プラグ側に接近させることができ、冷却効率を向上
させ信頼性の高い機能を保持することができる。
【0023】また、金属筒を嵌め込む点火プラグ装着用
の穴と、ウォータージャケット用の穴とが連通している
ため、シリンダヘッドを鋳物で製造する際、ウォーター
ジャケット用の中子の砂抜きを点火プラグ装着用の穴を
利用して行うことができ、前記従来構造に比して鋳型の
除去作業を簡単に行うことができる。
【0024】さらに、溶着型バルブシートは大きな加圧
力を必要とすることなく吸・排気ポートに取付けること
ができるため、前記従来の圧入型バルブシートに比し
て、吸・排気バルブ周辺のシリンダヘッドの肉厚を薄く
してウォータージャケットを吸・排気バルブやバルブシ
ート等に接近させることができ、冷却効率を向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のシリンダヘッドの冷却構造の基本構
成の中央部断面図である。
【図2】 図1のシリンダヘッドの冷却構造における吸
・排気バルブ部分の断面図である。
【図3】 従来のシリンダヘッドの冷却構造の中央部断
面図である。
【図4】 図3のシリンダヘッドの冷却構造における吸
・排気バルブ部分の断面図である。
【図5】 溶着型バルブシートの構成説明図である。
【符号の説明】
1:シリンダヘッド、2:点火プラグ装着用の穴、3:
ウォータージャケット、4:金属筒、5:吸気ポート、
6:排気ポート、7:吸気ポートの開口、8:排気ポー
トの開口、9:吸気バルブシート、10:排気バルブシ
ート。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダヘッドの中心部に点火プラグ装
    着用の穴を設け、その穴の周囲にウォータージャケット
    を設けたシリンダヘッドの冷却構造において、前記点火
    プラグ装着用の穴に、内周壁に点火プラグを螺入するネ
    ジ部を設けた金属筒を嵌め込み、その金属筒の一方の開
    口端を燃焼室に臨ませると共に、その金属筒の外周壁が
    前記ウォータージャケットの水と直接接触するように形
    成したことを特徴とするシリンダヘッドの冷却構造。
  2. 【請求項2】 吸・排気ポートに取付けるバルブシート
    を溶着型バルブシートで構成し、吸・排気バルブ周辺の
    シリンダヘッドの肉厚を薄くした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構造。
  3. 【請求項3】 前記金属筒は、シリンダヘッドに嵌め込
    む細筒部とウォータージャケットに直接接触する太筒部
    とからなることを特徴とする請求項1に記載のシリンダ
    ヘッドの冷却構造。
JP30083695A 1995-11-20 1995-11-20 シリンダヘッドの冷却構造 Withdrawn JPH09144597A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100737565B1 (ko) * 2005-10-06 2007-07-10 현대자동차주식회사 실린더헤드의 워터자켓 구조
CN108757267A (zh) * 2018-05-18 2018-11-06 东风商用车有限公司 一种发动机内火花塞的外容隔套装置及其制造方法

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