JPS6312816A - エンジンの冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジンの冷却構造に関するものである。

［従来技術］ エンジンの燃焼室まわりの材料を高温による変形・劣化
から保護するとともにノッキングの発生を防止するため
に、シリンダヘッドとシリンダブロックとに冷却水通路
を設け、ウォータポンプによって冷却水を上記冷却水通
路とラジェータ間を循環させることによりエンジンを冷
却することはよく知られている。そして、これには、一
般に、ウォータポンプからシリンダブロック冷却水通路
、シリンダヘッド冷却水通路の順に直列的に冷却水を流
すいわゆる直列冷却方式と、ウォータポンプから冷却水
通路を２系統に分け、一方はシリンダブロック冷却水通
路に接続し、他方はシリンダヘッド冷却水通路に接続し
、それぞれの冷却水通路へ並列的に冷却水を流すいわゆ
る並列冷却方式の両方式がある。ところが、シリンダま
わりの温度分布は一様ではなく、上記のような直列冷却
方式、並列冷却方式のいずれを用いても、ンリンダヘッ
ｌζ側がンリンダブロノク側よりし温度が高くなり、と
くに点火プラグまわりと排気ボートまわりが高温となる
。このため、点火プラグまわりとυト気ボートまわりの
熱応力が皆しく大きくなり、材料の疲労を招く一因とな
っていた。そこで、ウォータポンプから別系統の管路で
副冷却水通路を設け、シリンダヘッドの特に温度の高い
部分に、ウォータポンプから吐出された冷たい冷却水を
直接吹き付ける冷却手段を加える方式が提案されており
、特開昭５９−１２６０２４号公報には、直列冷却方式
のエンジンにおいて、シリンダヘッドの冷却水通路内に
、ウォータポンプに連通ずる管路を収納し、該管路のノ
ズルから冷却水通路内の冷却水のよどみ部、局所的高温
部等に冷却水を噴射する方式が開示されている。

しかしながら、上記のように、シリンダヘッドの冷却水
通路内に冷却水の管路を設けるためには、シリンダヘッ
ドの鋳造時にパイプを鋳込まなければならず、したがっ
て、その製作に非常に手間がかかるだけではなく、バイ
ブの位置ずれが必然的に生じ、冷却水を噴射すべき位置
に適確に冷却水を噴射できないという問題があった。

［発明の目的］ 本発明は、製作が容易でかつ、所定の位置に適確に冷却
水を噴射できる副冷却水通路を備え、シリンダヘッドの
局所的高温部に適確に冷却水を噴射することができる冷
却装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ 本発明は、上記の目的を達するため、ウォータポンプか
ら吐出される冷却水をシリンダブロックとシリンダヘッ
ドの冷却水通路に導くための主冷却水通路を備えるとと
もに、該主冷却水通路とは別系統に構成され、上記ウォ
ータポンプから吐出される冷却水をシリンダヘッドの冷
却水通路中の高温部に直接導くための副冷却水通路を備
えたエンジンにおいて、上記シリンダヘッドの長手方向
に通水孔を設けるとともに、シリンダヘッドの高温部に
指向する貫通孔を上記通水孔に交差させて設け、該貫通
孔に、上端部が閉塞されるとともに、中途部に上記通水
孔に開口する冷却水流入穴が形成された中空のプラグ部
材を嵌入することにより、副冷却水通路を構成したこと
を特徴とするエンジンの冷却構造を提供する。

［発明の効果］ 本発明によれば、シリンダヘッドの冷却水通路中の高温
部に適確に直接冷却水を導く副冷却水通路を、容易かつ
精密に製作、加工できる。

［実施例］ 第１図は、エンジンの冷却系統の概略図である。

上記エンジンは、冷却水をシリンダブロック３の冷却水
通路４からシリンダヘッド５の冷却水通路６へ直列的に
流すいわゆる直列冷却方式を採用している。ｌは冷却水
を吐出・循環させるためのウォータポンプである。つ］
・−タボンブ１から吐出される冷却水は、一部は主冷却
水通路２を通してシリンダブロック３内に形成されたシ
リンダブロック冷却水通路４に導かれ、次いでシリンダ
ヘッド５内に形成されたシリンダヘッド冷却水通路６に
入るようになっている。一方、ウォータポンプｌから吐
出される冷却水の残部は副冷却水通路７を通して導かれ
、副冷却水通路７の出口８から、排気ボートまわりのシ
リンダヘッドの局所的高温部１６ａ、＋６ｂ、１６ｃ、
１６ｄに向けて供給されるようになっている。そして、
シリンダヘッド冷却水通路６内で合流した両系統の冷却
水をウォータポンプ１に戻ずために冷却水循環通路９が
設けられ、該冷却水循環通路９には、サーモスタット１
０によって開閉される弁１１および温度が上昇した冷却
水を空冷するためのラジェータ１２が介設されている。

また、サーモスタット１０によって弁１１が閉じられた
ときに冷却水をウォータポンプ１に還流させるためのバ
イパス通路１３が設けられている。

第２図は、シリンダヘッド５の側面図であり、第３図は
、第２図のＢ−ｒ３線断面図である。これらの図に示す
ように、シリンダヘッド５には、その長手方向に貫通し
て、冷却水を通すための通水孔２０が形成されている。

該通水孔２０を形成する方法は、シリンダヘッド５を鋳
造した後、穿孔加工するのが好ましい。この方法によれ
ば、通水孔２０の形成は非常に容易であり、従来のパイ
プの鋳込みにより通路を形成するときにしばしば生じる
ような位置ずれかない。そして、上記通水孔２０に冷却
水を導入するために、冷却水導入穴２！がシリンダヘッ
ド５の側面に穿設されている。

この冷却水導入穴２１から通水孔２０に導入された冷却
水を外部に流出させないように、シリンダヘッド５を長
手方向に貫通している通水孔２０の両端部は閉塞部材２
２．２３で閉塞されている。

一方、シリンダヘッド５には、後記のプラグ部材２７ａ
を収納するために上下方向にシリンダヘッドの上端面か
らシリンダヘットの冷却水通路６に貫通し、かつ上記通
水孔２０と交差する貫通孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２
４ｄが第１気筒から第４気筒までの各気筒毎に夫々対応
する位置に穿設されている。第３図に示すように、貫通
孔２４ａは通水孔２０内の冷却水の流通を確保するため
に、その中心軸が通水孔２０の円形断面の中心よりやや
内側点火プラグ挿入穴３５ａ寄りに偏よって形成されて
いる。

第４図は、第３図のプラグ部材２７ａまわりの拡大図で
ある。第４図に示すように、貫通孔２４ａにはプラグ部
材２７ａｈ＜嵌入され、プラグ部材２７ａの頭部に刻設
されたねじ部によって位置を固定されている。該プラグ
部材２７ａは、上端部が閉塞され、下端部は開口した中
空の円筒状である。

プラグ部材２７ａの中途部には冷却水流入穴２９ａが穿
設され、該冷却水流大穴２９ａは、プラグ部材２７ａが
貫通孔２４ａの所定の位置に嵌入されたときには、通水
孔２０に開口するようになっており、通水孔２０に導入
された冷却水は、この冷却水流入穴２９ａを通してプラ
グ部材２７ａの外壁２８ａによって形成された空間部３
０ａに入り、排出口３１ａから噴射される。プラグ部材
２７ａの排出口３１ａは、排気通路３７ａを流れる高温
の排気によって局所的に高温となる排気ボート３６ａの
方向に向けられている。以上、添字ａで示される第１気
筒に対応する部分について説明したが、それぞれ、添字
す、　ｃ、　ｄで示される。第２気筒、第３気筒、第４
気筒に対応する部分についても、同様の構成となってい
る。

それぞれ第１気筒から第４気筒に対応するプラグ部材２
７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄが全く同一の形状で配置
されている場合は、上記の順に従って通水孔２０内の冷
却水流大穴２９ａ、２９ｂ、２９ｃ。

２９ｄ近傍を流れる冷却水の流速は小さくなり、動圧が
小さくなるため、上記の順序に従ってプラグ部材に流入
する冷却水量は多くなる。このため、第１気筒から第４
気筒の冷却効果が不均一となる。

以下、これを回避する実施例を説明する。

第５図に示す実施例では、プラグ部材２７ａ。

２７ｂ、２７ｃ、２７ｄをそれぞれの中心軸の回りに角
度を変えて配置している。各プラグ部材２７ａ。

２７ｂ、２７ｃ、２７ｄには第６図（ａ）　、　（ｂ）
でプラグ部材２７ａについて代表的に示すように、冷却
水流入穴２９ａの開口方向が判別できるように上端部に
切欠部４０ａが設けられている。なお、プラグ部材２７
ａを貫通孔２４ａ内に固定するためのねじ部はここでは
省略して示されている。第５図におけるプラグ部材２７
ａのように、プラグ部材を冷却水流入穴２９ａの背面壁
が、通水孔２０を流れる冷却水の流れを多くせき止める
ような角度で配置すると、背面壁によってせき止められ
た多くの冷却水がプラグ部材２７ａの空間部３０ａに流
入する。従って、プラグ部材２７ａ、　２７ｂ、　２７
ｃ、２７ｄの順に、背面壁が通水孔２０を通過する冷却
水をせき止める面積が順次小さくなるように、その角度
を調節すれば、前記の動圧の変化による効果と打ち消し
合って各プラグ部材を流れる冷却水の流量は均一となる
。

また、第７図に示す実施例では、プラグ部材２７”ａ、
２７°ｂ、２７’ｃ、２７’ｄの順に、それぞれの冷却
水流入穴の開口面積が順次小さくなるようにして、前記
の動圧の変化による流量の不均一を是正するようにして
いる。詳しくは、第８図（ａ）、（ｂ）に示すように、
プラグ部材２７°ａには冷却水流入穴４１’ａと冷却水
流出穴４２°ａがプラグ部材２７゛ａの途中部で半径方
向の向かい合った位置に穿設されている。第９図は、第
８図（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図であり、この図に示すよう
に、冷却水流出穴４２゛ａの開口面積は冷却水流入穴４
ドａの開口面積より小さくなっており、冷却水流入穴４
１°ａからプラグ部材２７゛ａに流入した冷却水が適量
排出口３１°ａ側に流れるようにしている。第７図に示
すように、プラグ部材２７°ｂ、２７’ｃ、２７’（１
はそれぞれスベーザ４９をはさんで貫通孔２４ｂ。

２４ｃ、２４ｄに嵌入されており、スベーザ４９の厚さ
を調節することにより、プラグ部材２７°ａ。

２７°ｂ、２７°ｃ、２７°ｄは順次高い位置に配置さ
れている。これによって、冷却水流入穴４ビａ。

４ビｂ、　４１’ｃ、　４ビ（１は、順次開口面積が小
さくなるため、この順に従って冷却水流入量ら減少する
。したがって、前記の動圧の変化によって、この順に冷
却水流入量が増加する効果と打ち消し合って、各プラグ
部材２７°ａ、　２７’ｂ、　２７’ｃ。

２７″ｄを流れる冷却水量は均一となる。

ところで一方、第４図に示すように、シリンダヘッド５
の局所的高温部は、排気ボート３６ａまわりの他に点火
プラグ挿入穴３５ａまわりにも存在する。しかし、排出
口３１ａから、点火プラグ挿入穴３５ａまわりに直接プ
ラグ部材２７ａの排出口３１ａから冷却水を噴射するこ
とは構造的に困短である。そのため、以下の実施例に示
すように案内部材を設け、点火プラグ挿入穴３５ａまわ
りの局所的高温部の冷却を促進するのが好ましい。

第１０図に示す実施例では、プラグ部材２７ａの先端部
を縦断面がくさび形になるように形成し、開口面が点火
プラグ挿入穴３５ａ側に向くように配置するとともに、
プラグ部材２７ａの直下でシリンダヘッドの冷却水通路
６の内面上に、プラグ部材２７ａから噴射された冷却水
が点火プラグ挿入穴３５ａの方向にはね返るような形状
にした案内部材４５ａを設けている。これによって、プ
ラグ部材２７ａの排出口３１ａから噴射された冷却水は
、排気ボート３６ａまわりの局所的高温部に当った後、
矢印Ｗ、で示すように点火プラグ挿入穴３５ａまわりへ
流動する。

第１１図の実施例では、プラグ部材２７ａの構成は、第
１０図に示す実施例と同一であるが、案内部材４６ａを
プラグ部材２７ａ自体の先端部に設けて、プラグ部材２
７ａから噴射された冷却水が矢印Ｗ、で示すように点火
プラグ挿入穴３５ａの方向に向くようにしている。

第１２図の実施例では、シリンダブロックの冷却水通路
４からシリンダヘッドの冷却水通路６へ連通穴３３を通
して流入する主冷却水通路系統の冷却水の流れを、案内
部ｌ・１７ａで点火プラグ挿入穴３５ａの方向に案内し
、この水流によって、プラグ部材２７ａから噴射される
副冷却水通路系統の冷却水を矢印Ｗ３で示すように点火
プラグ挿入穴３５ａまわりへ偏向させるようにしている
。

以上、添字ａで示される第１気筒に対応する冷却構造に
ついて説明したが、添字す、　ｃ、　ｄで示される、そ
れぞれ第２気筒〜第４気筒に対応する冷却構造について
も同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるエンジンの冷却構造を備えた
冷却系統の概略図である。 第２図は、シリンダヘッドの側面図であり、第３図は第
２図のＢ　−Ｂ′線断面図である。 第４図は、第３図の拡大図である。 第５図は、プラグ部材の配置の一実施例を示す平面断面
図であり、第６図（ａ）　、　（ｂ）は、夫々第５図に
示す実施例で用いられるプラグ部材の平面図と立面図で
ある。 第７図は、プラグ部材の配置のもう１つの実施例を示す
立面断面図であり、第８図（ａ）　、　（ｂ）は、夫々
第７図に示す実施例で用いられるプラグ部材の平面図と
立面図であり、第９図は、第８図のＣ−Ｃ線断面図であ
る。 第１０図、第１．１図、第１２図は、プラグ部材から排
出される冷却水を点火プラグ挿入穴まわりに導くための
実施例を示す、点火プラグ挿入穴まわりのシリンダヘッ
ドの側面断面図である。 ｌ・・・ウォータポンプ、　２・・・主冷却水通路、３
・・・シリンダブロック、５・・・シリンダヘッド、７
・・・副冷却水通路、　　　ｌＯ・・サーモスタット、
１１・・・弁、　　　　　　　１２・・・ラジェータ、
２０・・・通水孔、 ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ−貫通孔、２７ａ、　
　２７ｂ、　　２７ｃ、　　２７ｄ−プラグ部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ウォータポンプから吐出される冷却水をシリンダブロッ
   クとシリンダヘッドの冷却水通路に導くための主冷却水
   通路を備えるとともに、該主冷却水通路とは別系統に構
   成され、上記ウォータポンプから吐出される冷却水をシ
   リンダヘッドの冷却水通路中の高温部に直接導くための
   副冷却水通路を備えたエンジンにおいて、 上記シリンダヘッドの長手方向に通水孔を設けるととも
   に、シリンダヘッドの高温部に指向する貫通孔を上記通
   水孔に交差させて設け、該貫通孔に、上端部が閉塞され
   るとともに、中途部に上記通水孔に開口する冷却水流入
   穴が形成された中空のプラグ部材を嵌入することにより
   、副冷却水通路を構成したことを特徴とするエンジンの
   冷却構造。