WO2019050052A1 - シリンダヘッド及びエンジン - Google Patents

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WO2019050052A1
WO2019050052A1 PCT/JP2018/040081 JP2018040081W WO2019050052A1 WO 2019050052 A1 WO2019050052 A1 WO 2019050052A1 JP 2018040081 W JP2018040081 W JP 2018040081W WO 2019050052 A1 WO2019050052 A1 WO 2019050052A1
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valve hole
wall
lower deck
cooling water
cylinder head
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PCT/JP2018/040081
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English (en)
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雄基 影山
長坂　昇平
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株式会社小松製作所
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Priority to JP2018562271A priority patent/JP6716723B2/ja
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    • F02F1/42—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4285—Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of both intake and exhaust channel

Definitions

  • the present invention relates to a cylinder head and an engine.
  • Patent Document 1 discloses a cylinder head which is bolted to an upper portion of a cylinder block constituting an engine and has a cooling water flow space (head jacket) inside.
  • the lower deck located on the cylinder block side and defining the cooling flow space is exposed to high heat. For this reason, it is considered to efficiently cool the lower deck by forming the lower deck thin.
  • a rib for reinforcing the lower deck is formed on the lower deck (lower wall) of the cylinder head which is located on the cylinder block side and defines the cooling flow space.
  • the rib extends from a valve hole forming wall (intake port wall portion) corresponding to a predetermined cylinder in a cylinder row direction in which a plurality of cylinders are arranged in consideration of the flow of the cooling water in the cooling water circulation space.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a cylinder head and an engine capable of improving the rigidity of the lower deck and efficiently cooling the valve hole forming wall with the cooling water. .
  • a cylinder head is provided with a lower deck and an upper deck which is provided to face the lower deck above the lower deck and which defines a cooling water flow space between the lower deck and the lower deck. And a wall portion formed across the lower deck and the upper deck and including a valve hole forming wall forming an intake valve hole and an exhaust valve hole opened on the lower surface of the lower deck, wherein the lower deck is viewed in plan
  • a cooling water introduction hole penetrating the lower deck in the vertical direction so as to extend in the circumferential direction of a virtual circle surrounding the valve hole forming wall, and provided in a circumferential direction of the virtual circle with respect to the cooling water introduction hole And a rib protruding from the upper surface of the lower deck so as to extend in the circumferential direction.
  • An engine includes the cylinder head and a cylinder block having a cylinder bore forming a cylinder and covered from above by the cylinder head, and the imaginary circle is a plane of the cylinder bore. It is a circle corresponding to the visible shape.
  • the rigidity of the lower deck of the cylinder head can be improved, and the valve hole forming wall can be efficiently cooled by the cooling water.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an engine including a cylinder head according to an embodiment of the present invention. It is the top view which looked at the engine of FIG. 1 from upper direction.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. It is IV-IV sectional drawing of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V in FIGS. It is a VI-VI sectional view of FIG.
  • the cylinder head 3 constitutes the engine 1 together with the cylinder block 2.
  • the engine 1 of the present embodiment is a diesel engine.
  • the direction in which the cylinder block 2 and the cylinder head 3 are arranged is taken as the Z-axis direction.
  • a first orthogonal direction orthogonal to the Z-axis direction is taken as a Y-axis direction.
  • a second orthogonal direction orthogonal to the Z-axis direction and the Y-axis direction is taken as an X-axis direction.
  • the cylinder block 2 has a cylinder bore 11 a that forms a cylinder 11.
  • the cylinder 11 is a space in which the piston 4 (FIG. 1) is disposed.
  • the cylinder 11 opens at the top surface 2 a of the cylinder block 2.
  • the piston 4 reciprocates in the vertical direction (Z-axis direction) in response to the pressure of the combustion gas burned in the cylinder 11.
  • the cylinder block 2 of the present embodiment has a plurality of (three in the illustrated example) cylinders 11 as shown in FIG.
  • the plurality of cylinders 11 are arranged in a line in a first orthogonal direction (Y-axis direction) orthogonal to the vertical direction.
  • the first orthogonal direction in which the plurality of cylinders 11 are arranged is also referred to as a cylinder row direction.
  • a cooling water circulation space 12 (hereinafter referred to as a block side circulation space 12) surrounding each cylinder bore 11 a is formed. Cooling water for cooling the cylinder bores 11 a flows through the block side flow space 12.
  • the block side flow space 12 opens at the upper surface 2 a of the cylinder block 2.
  • a camshaft 5 for driving a rocker arm 47 described later is disposed in the cylinder block 2.
  • the camshaft 5 extends in the cylinder row direction.
  • the camshaft 5 rotates in response to the reciprocating motion of the piston 4.
  • the cylinder head 3 is disposed so as to overlap the upper surface 2 a of the cylinder block 2 so as to cover the opening above the cylinder 11.
  • the cylinder head 3 includes a lower deck 21 and an upper deck 22.
  • the lower deck 21 and the upper deck 22 are each formed in a plate shape.
  • the lower deck 21 is a portion of the cylinder head 3 disposed so as to overlap the upper surface 2 a of the cylinder block 2.
  • the upper deck 22 is provided to face the lower deck 21 above the lower deck 21. That is, the lower deck 21 and the upper deck 22 are arranged at intervals in the vertical direction (Z-axis direction).
  • the upper deck 22 defines a cooling water circulation space 30 (hereinafter referred to as a head-side circulation space 30) between the upper deck 22 and the lower deck 21.
  • a cooling water introduction hole 23 is formed in the lower deck 21.
  • the cooling water introduction hole 23 penetrates the lower deck 21 in the plate thickness direction (vertical direction).
  • the cooling water introduction hole 23 connects the block side circulation space 12 of the cylinder block 2 and the head side circulation space 30 of the cylinder head 3.
  • the lower deck 21 is formed with a rib 24 projecting from an upper surface 21 a of the lower deck 21 which forms the inner surface of the head side flow space 30. Details of the cooling water introduction holes 23 and the ribs 24 will be described later.
  • the cylinder head 3 includes a valve hole forming wall 40 extending from the lower deck 21 to the upper deck 22. As shown in FIGS. 1, 3 and 5, an intake valve hole 41 and an exhaust valve hole 42 opened in the lower surface 21 b of the lower deck 21 are formed in the valve hole forming wall 40.
  • the lower surface 21 b of the lower deck 21 is a surface facing the upper surface 2 a of the cylinder block 2.
  • the intake valve hole 41 and the exhaust valve hole 42 are formed at the lower end portion of the valve hole forming wall 40 located on the lower deck 21 side.
  • the intake valve hole 41 and the exhaust valve hole 42 respectively communicate with the cylinder 11 of the cylinder block 2.
  • the valve hole forming wall 40 is formed with a central hole 43 through which the fuel injector 44 (injector) is vertically inserted.
  • the fuel injectors 44 penetrate in the vertical direction of the cylinder head 3. That is, the fuel injectors 44 project from the lower surface 21 b of the lower deck 21 and the upper surface 22 a of the upper deck 22.
  • the intake valve hole 41 and the exhaust valve hole 42 described above are arranged at intervals in the circumferential direction around the center hole 43.
  • an intake valve 45 for opening and closing each intake valve hole 41 is provided on the valve hole forming wall 40 so as to be vertically movable. A portion of the intake valve 45 protrudes from the upper surface 22 a of the upper deck 22. Further, in the same way as the intake valve 45, the valve hole forming wall 40 is provided with an exhaust valve 46 for opening and closing each exhaust valve hole 42. The configuration and arrangement of the exhaust valve 46 are similar to those of the intake valve 45.
  • the intake valve 45 and the exhaust valve 46 are driven by swinging a rocker arm 47 provided on the upper surface 22 a of the upper deck 22. The rocker arm 47 swings as the push rod 48 penetrating in the vertical direction of the cylinder head 3 moves in the vertical direction along with the rotation of the cam shaft 5 described above.
  • a plurality of (three in the illustrated example) valve hole forming walls 40 are in the first orthogonal direction (Y) orthogonal to the vertical direction (Z-axis direction) In the axial direction, that is, in the cylinder row direction, they are arranged in a line at intervals.
  • the plurality of valve hole forming walls 40 are positioned to correspond to the plurality of cylinders 11 respectively.
  • two intake valve holes 41 and one exhaust valve hole 42 correspond to one cylinder 11.
  • the cylinder head 3 includes an intake port forming portion 51 connected to the valve hole forming wall 40.
  • the intake port forming portion 51 is located on one side (X-axis positive direction side) of the second orthogonal direction orthogonal to the vertical direction and the first orthogonal direction with respect to the valve hole forming wall 40.
  • the intake port forming portion 51 is integrally formed on the lower surface of the upper deck 22, and is disposed above the lower deck 21 at an interval. A space between the lower deck 21 and the intake port forming portion 51 constitutes a head side circulation space 30.
  • An intake port 53 communicating with the intake valve hole 41 is formed in the intake port forming portion 51.
  • the intake port 53 extends from the intake valve hole 41 to one side in the second orthogonal direction. That is, the intake port 53 is formed to intake air from the intake side of the cylinder head 3 which is one side in the second orthogonal direction.
  • a plurality (three in the illustrated example) of the intake port forming portions 51 are arranged at intervals in the first orthogonal direction so as to correspond to the plurality of valve hole forming walls 40, respectively.
  • two intake ports 53 communicating with the two intake valve holes 41 formed in each valve hole forming wall 40 are formed.
  • the cylinder head 3 includes an exhaust port forming portion 52 connected to each valve hole forming wall 40.
  • the exhaust port formation portion 52 is located on the other side (X-axis negative direction side) in the second orthogonal direction with respect to the valve hole formation wall 40.
  • the exhaust port forming portion 52 is disposed above the lower deck 21 and below the upper deck 22 so as to be spaced apart from the lower deck 21 and the upper deck 22.
  • a space between the lower deck 21 and the exhaust port formation portion 52 and a space between the upper deck 22 and the exhaust port formation portion 52 respectively constitute a head side circulation space 30.
  • An exhaust port 54 communicating with the exhaust valve hole 42 is formed in the exhaust port formation portion 52.
  • the exhaust port 54 extends from the exhaust valve hole 42 to the other side in the second orthogonal direction. That is, the exhaust port 54 is formed to exhaust to the exhaust side of the cylinder head 3 which is the other side in the second orthogonal direction.
  • a plurality (three in the illustrated example) of the exhaust port formation portions 52 are arranged at intervals in the first orthogonal direction so as to correspond to the plurality of valve hole formation walls 40, respectively.
  • the cylinder head 3 further includes an outer peripheral wall 60 provided on the outer peripheral side of the plurality of valve hole forming walls 40 described above.
  • the outer peripheral wall 60 extends from the lower deck 21 to the upper deck 22 so as to surround the plurality of valve hole forming walls 40 and defines the head-side flow space 30 together with the lower deck 21 and the upper deck 22.
  • the outer peripheral wall 60 has two side walls 61 and 62 and one end wall 63. As shown in FIGS. 4 and 5, the two side walls 61 and 62 extend in the first orthogonal direction (Y-axis direction) at both ends of the cylinder head 3 in the second orthogonal direction (X-axis direction).
  • the intake port forming portion 51 described above is integrally formed on the intake side wall 61 located on the intake side (the positive side in the X-axis) of the two side walls 61 and 62.
  • An intake port 53 passes through the intake side wall 61.
  • the exhaust port forming portion 52 described above is integrally formed on the exhaust side wall 62 located on the exhaust side (the positive side in the X-axis) of the two side walls 61 and 62.
  • An exhaust port 54 penetrates through the exhaust side wall 62.
  • the push rod 48 (FIG. 1) described above penetrates through the exhaust side wall 62 in the vertical direction. A plurality of push rods 48 are arranged at intervals in the first orthogon
  • one end wall 63 extends in the second orthogonal direction across the first ends of the two side walls 61 and 62 in the first orthogonal direction.
  • the second ends of the two side walls 61 and 62 are open.
  • a cooling water discharge portion 65 is provided on the second end side of the two side walls 61 and 62 (the end on one side of the arrangement direction of the plurality of valve hole forming walls 40). Cooling water flowing to the head-side circulation space 30 is discharged to the cooling water discharge unit 65.
  • the cylinder head 3 further includes bolt hole forming walls 71 and 72 extending from the lower deck 21 to the upper deck 22.
  • Bolt holes 73 for attaching the cylinder head 3 to the cylinder block 2 are formed in the bolt hole forming walls 71 and 72.
  • the bolt holes 73 open in the lower surface 21 b of the lower deck 21 and the upper surface 22 a of the upper deck 22. That is, the bolt hole 73 penetrates the cylinder head 3 in the vertical direction.
  • one bolt hole 73 is formed in the same bolt hole forming wall 71, 72.
  • a plurality of bolt hole forming walls 71 and 72 are arranged in the circumferential direction so as to surround each of the valve hole forming walls 40 (four in the illustrated example). Further, the bolt hole forming walls 71 and 72 are positioned on the both sides of the same valve hole forming wall 40 in the first orthogonal direction, so that the first orthogonal direction on each of the intake side and the exhaust side of the valve hole forming wall 40 Plural (four in the illustrated example) are arranged in the direction.
  • the bolt hole forming wall 71 (first bolt hole forming wall 71) of some of the plurality of bolt hole forming walls 71 and 72 is spaced apart from the outer circumferential wall 60 described above.
  • the first bolt hole forming wall 71 in the present embodiment is located between two valve hole forming walls 40 adjacent in the first orthogonal direction on the exhaust side of the valve hole forming wall 40.
  • the first bolt hole forming wall 71 is located between the valve hole forming wall 40 and the exhaust side wall 62 in the second orthogonal direction.
  • the remaining bolt hole forming walls 72 are integrally formed on the outer peripheral wall 60.
  • valve hole forming wall 40, the outer peripheral wall 60, and the bolt hole forming walls 71, 72 described above constitute a wall formed over the lower deck 21 and the upper deck 22.
  • the cooling water introduction holes 23 formed in the lower deck 21 extend in the circumferential direction of a virtual circle VC surrounding the valve hole forming wall 40 in a plan view.
  • the virtual circle VC in the present embodiment is a circle corresponding to the plan view shape of the cylinder bore 11 a of the cylinder 11.
  • the virtual circle VC is a circle centered on the central hole 43 (fuel injector 44) formed in the valve hole forming wall 40.
  • the cooling water introduction hole 23 is located radially outward of the imaginary circle VC (cylinder bore). Further, the cooling water introduction hole 23 is positioned at an interval from the valve hole forming wall 40.
  • a plurality of (three in the illustrated example) cooling water introducing holes 23 are arranged in the circumferential direction of the imaginary circle VC with respect to the same valve hole forming wall 40.
  • an intake side introduction hole 23 A provided adjacent to the intake side of the valve hole formation wall 40 and an exhaust side of the valve hole formation wall 40.
  • exhaust side introduction holes 23B provided adjacent to each other.
  • the intake side introduction hole 23A is located between the valve hole forming wall 40 and the intake side sidewall 61 in the second orthogonal direction.
  • the number of intake side introduction holes 23A in the present embodiment is two for one virtual circle VC.
  • the two intake side introduction holes 23A are offset from each other on both sides of the center (center hole 43, fuel injector 44) of the virtual circle VC in the first orthogonal direction.
  • the number of intake side introduction holes 23A may be one, for example, three or more, for example.
  • the intake side introduction hole 23 ⁇ / b> A is located below the intake port forming portion 51 in the vertical direction. That is, the intake side introduction hole 23A is covered by the intake port forming portion 51. However, a portion of the intake side introduction hole 23A may not be covered by the intake port forming portion 51 as illustrated in FIGS.
  • the exhaust side introduction hole 23 ⁇ / b> B is located between the valve hole forming wall 40 and the exhaust side sidewall 62 in the second orthogonal direction.
  • the number of exhaust side introduction holes 23B in the present embodiment is one for one virtual circle VC.
  • the exhaust side introduction hole 23B is offset from the center of the virtual circle VC in the first orthogonal direction toward the end wall 63 side of the outer peripheral wall 60 (the other side in the arrangement direction of the plurality of valve hole forming walls 40) There is.
  • the number of the exhaust side introduction holes 23B may be plural.
  • the exhaust side introduction hole 23 ⁇ / b> B is located below the exhaust port forming portion 52 in the vertical direction. That is, the exhaust side introduction hole 23 B is covered by the exhaust port forming portion 52. Note that a part of the exhaust side introduction hole 23B may not be covered by the exhaust port forming portion 52, for example.
  • the ribs 24 formed on the upper surface 21 a of the lower deck 21 are provided in line with the cooling water introduction hole 23 in the circumferential direction of the imaginary circle VC.
  • the ribs 24 are provided to extend in the circumferential direction of the imaginary circle VC.
  • both ends in the extending direction of the rib 24 are in contact with the wall portions (the valve hole forming wall 40, the outer peripheral wall 60, and the bolt hole forming walls 71 and 72).
  • the rib 24 of the present embodiment will be described in more detail.
  • an intake side rib 24A provided closer to the intake side than the center of the virtual circle VC in the second orthogonal direction (X-axis direction) and an exhaust provided closer to the exhaust side than the center of the virtual circle VC
  • a side rib 24B is provided closer to the intake side than the center of the virtual circle VC in the second orthogonal direction (X-axis direction) and an exhaust provided closer to the exhaust side than the center of the virtual circle VC.
  • the point at which the first end in the extending direction of the intake side rib 24A is in contact with the valve hole forming wall 40 is located radially inward of the imaginary circle VC. For this reason, the intake side rib 24A extends across the inside and the outside in the radial direction of the virtual circle VC.
  • the first end in the extending direction of the intake side rib 24A is located on the side of the cooling water discharge portion 65 among the two valve hole forming walls 40 adjacent in the first orthogonal direction, as illustrated. Contact the valve hole forming wall 40. Therefore, the intake rib 24A is inclined toward the cooling water discharge portion 65 in the first orthogonal direction as going from the second bolt hole forming wall 72 to the valve hole forming wall 40 in the second orthogonal direction. ing.
  • the first end in the extending direction of the intake side rib 24A is, for example, the valve hole forming wall 40 located on the end wall 63 side of the outer peripheral wall 60 among the two valve hole forming walls 40 adjacent in the first orthogonal direction. You may touch it.
  • the second end in the extending direction of the intake side rib 24A may be in contact with the intake side sidewall 61 instead of the second bolt hole forming wall 72, for example.
  • the exhaust side rib 24B is located between the valve hole forming wall 40 and the exhaust side wall 62 in the second orthogonal direction.
  • the exhaust side rib 24B mainly extends in the first orthogonal direction (arrangement direction of the plurality of valve hole forming walls 40). Both ends in the extending direction of the exhaust side rib 24B are in contact with the exhaust side wall 62 and the bolt hole forming walls 71 and 72.
  • the first end in the extending direction of the exhaust side rib 24B is the bolt hole forming wall 71, 72 located closer to the cooling water discharge portion 65 than the corresponding valve hole forming wall 40 in the first orthogonal direction.
  • the second end of the exhaust side rib 24B in the extending direction is in contact with the part of the exhaust side wall 62 on the end wall 63 side of the outer circumferential wall 60 than the center of the imaginary circle VC in the first orthogonal direction. Therefore, the exhaust rib 24B is inclined toward the intake side in the second orthogonal direction as it goes from the exhaust side wall 62 to the cooling water discharge portion 65 in the first orthogonal direction.
  • the portion on the first end side (the bolt hole forming walls 71 and 72 side) of the exhaust side rib 24B is positioned to align in the circumferential direction of the imaginary circle VC with respect to the corresponding exhaust side introduction hole 23B.
  • a portion on the second end side (exhaust side wall 62 side) of the exhaust rib 24B is positioned outside the radial direction of the imaginary circle VC with respect to the corresponding exhaust introduction hole 23B.
  • a plurality of exhaust side ribs 24B are provided to correspond to the plurality of valve hole forming walls 40, respectively. That is, the number of exhaust side ribs 24B corresponds to the number of valve hole forming walls 40 (three in the illustrated example). Further, as shown in FIGS. 1, 3 and 4, each exhaust rib 24B is provided below the corresponding exhaust port forming portion 52.
  • the head side flow space 30 is divided by the first partition wall 81 (FIG. 3) and the second partition wall 82 (FIGS. 1 and 4). It is divided into three divided spaces 31, 32.
  • the first partition wall 81 divides the lower portion of the head side circulation space 30 located on the lower deck 21 side in the vertical direction into a space on the intake side and a space on the exhaust side. Do.
  • the first partition wall 81 connects the valve hole forming wall 40 and the outer peripheral wall 60 positioned at both ends in the arrangement direction of the plurality of valve hole forming walls 40 so as to connect the adjacent valve hole forming walls 40 with each other. Is formed.
  • the second partition wall 82 is a space on the exhaust side located closer to the exhaust side than the valve hole forming wall 40 and the first partition wall 81 in the second orthogonal direction (X-axis direction) Are divided into a lower space including the lower side of the exhaust port formation portion 52 and an upper space including the upper side of the exhaust port formation portion 52 in the vertical direction.
  • the head-side circulation space 30 is a second division including a first division space 31 including a space on the intake side and an upper space on the exhaust side by the first division wall 81 and the second division wall 82, and a lower space on the exhaust side. It is divided into space 32.
  • the intake side introduction hole 23A and the intake side rib 24A described above are located in the space of the first compartment 31 on the intake side.
  • the exhaust side introduction hole 23B and the exhaust side rib 24B are located in the second divided space 32.
  • the upper space (FIG. 5) and the second divided space 32 (FIG. 3) on the exhaust side of the first divided space 31 are connected to the cooling water discharge unit 65. That is, the space on the intake side of the first compartment space 31 is connected to the cooling water discharge unit 65 via the upper space on the exhaust side.
  • the cooling water which has flowed into the space on the intake side of the first compartment 31 through the intake side introduction hole 23A flows through the upper space on the exhaust side of the first compartment 31 and is then discharged to the cooling water outlet 65 Be done.
  • the cooling water which has flowed into the second compartment space 32 through the exhaust side introduction hole 23 B is directly discharged to the cooling water discharge part 65.
  • the first communication hole 83 connecting the upper space on the exhaust side of the first divided space 31 and the second divided space 32 is formed in the second divided wall 82.
  • the first communication hole 83 is formed to penetrate the second partition wall 82 in the vertical direction.
  • the first communication hole 83 is positioned to be in contact with each of the plurality of valve hole forming walls 40. That is, the number of first communication holes 83 is the same as the number of valve hole forming walls 40. Since the first communication hole 83 is formed, part of the cooling water flowing into the second compartment space 32 through the exhaust side introduction hole 23B is discharged through the first communication hole 83 on the exhaust side of the first compartment space 31. Flow into the upper space of
  • the first communication hole 83 is positioned adjacent to the cooling water discharge portion 65 side with respect to the exhaust port forming portion 52 in the first orthogonal direction (Y-axis direction).
  • the cooling water flowing from the second compartment 32 (FIG. 3) into the upper space on the exhaust side of the first compartment 31 through the first communication hole 83 is discharged by the exhaust port forming portion 52 in the first orthogonal direction. It is prevented from flowing away from the cooling water discharge part 65. That is, the cooling water flows along the exhaust port forming portion 52 and the valve hole forming wall 40.
  • the cooling water that has flowed from the second compartment space 32 into the upper space on the exhaust side of the first compartment space 31 through the first communication hole 83 flows in the second orthogonal direction by the exhaust port forming unit 52. It can flow in the first orthogonal direction so as to direct it to the part 65.
  • the second partition wall 82 of the present embodiment extends into the cooling water discharge portion 65. That is, the second partition wall 82 also partitions the internal space of the cooling water discharge portion 65 in the vertical direction.
  • a second communication hole 84 connecting two spaces in the cooling water discharge portion 65 is formed at a portion of the second partition wall 82 located in the cooling water discharge portion 65.
  • the cooling water flowing into the cooling water discharge unit 65 is discharged to the outside of the cooling water discharge unit 65 through the discharge port 66 formed in the upper part of the cooling water discharge unit 65, but is limited thereto There is no.
  • a rocker housing 6 is integrally formed with the cylinder head 3 of the present embodiment.
  • the rocker housing 6 is formed extending at the periphery of the upper surface 22a of the upper deck 22 (cylinder head 3) above the cylinder head 3 (in the positive direction of the Z-axis), and the rocker arm 47 provided on the upper surface 22a of the upper deck 22 Surround.
  • an intake manifold 7 is integrally formed in the cylinder head 3 of the present embodiment.
  • the intake manifold 7 is connected to the intake side wall 61 of the cylinder head 3.
  • the intake manifold 7 extends in the first orthogonal direction so that the internal space thereof communicates with each of the plurality of intake ports 53 arranged in the first orthogonal direction.
  • the exhaust side rib 24B is formed to be aligned in the circumferential direction of the imaginary circle VC with respect to the exhaust side introduction hole 23B. Therefore, the cooling water flowing into the second compartment space 32 of the head side circulation space 30 through the exhaust side introduction hole 23B is guided by the exhaust side rib 24B and the circumferential direction of the imaginary circle VC around the valve hole forming wall 40 Flow easily. Thus, the valve hole forming wall 40 is cooled by the flow of the cooling water. Further, the exhaust side rib 24B extends in a first orthogonal direction (arrangement direction of the plurality of valve hole forming walls 40).
  • the cooling water which flowed in into the 2nd division space 32 from exhaust side introduction hole 23B is induced by exhaust side rib 24B, and becomes easy to flow in the first orthogonal direction. Accordingly, the cooling water flowing to the second compartment space 32 can easily flow toward the cooling water discharge unit 65.
  • the cooling water flowing in this way cools the exhaust port forming portion 52 by passing under the exhaust port forming portion 52.
  • the first communication hole 83 formed in the second partition wall 82 and linking the first partition space 31 and the second partition space 32 in the vertical direction is a first orthogonal direction. And located adjacent to the cooling water discharge unit 65 side with respect to the exhaust port formation unit 52. Therefore, the cooling water flowing from the second compartment 32 into the upper space on the exhaust side of the first compartment 31 through the first communication hole 83 is cooled by the exhaust port forming part 52 in the first orthogonal direction. It becomes easy to flow toward 65. The cooling water thus flowing cools the exhaust port forming portion 52 by passing through the upper side of the exhaust port forming portion 52.
  • the intake side rib 24A is formed to be aligned in the circumferential direction of the imaginary circle VC with respect to the intake side introduction hole 23A. Therefore, the cooling water which has flowed into the space on the suction side of the first compartment 31 in the head side circulation space 30 through the suction side introduction hole 23A is likely to flow in the circumferential direction of the imaginary circle VC around the valve hole forming wall 40 Become. Thus, the valve hole forming wall 40 is cooled by the flow of the cooling water. Further, as shown in FIGS. 3, 5 and 6, the intake side rib 24 ⁇ / b> A extends from the intake side wall 61 toward the valve hole forming wall 40. For this reason, the cooling water which has flowed into the space on the intake side from the intake side introduction hole 23A is likely to flow toward the upper space on the exhaust side of the first compartment space 31 along the intake side rib 24A.
  • the cooling water that has entered the upper space on the exhaust side from the space on the intake side of the first compartment space 31 flows into the upper space on the exhaust side of the first compartment space 31 through the first communication hole 83,
  • the flow of the cooling water from the first communication hole 83 into the upper space on the exhaust side flows toward the cooling water discharge portion 65 along the first orthogonal direction.
  • the temperature of the cooling water entering the upper space on the exhaust side from the space on the intake side is lower than the temperature of the cooling water entering the upper space on the exhaust side from the first communication hole 83.
  • the rib 24 is circumferentially directed to the cooling water introduction hole 23 on the upper surface 21a of the lower deck 21 in the circumferential direction of the imaginary circle VC (cylinder bore 11a). It is formed to line up with.
  • the rigidity of the lower deck 21 around the virtual circle VC can be improved.
  • the rigidity of the portion around the cooling water introduction hole 23, which has low rigidity, can be improved.
  • the lower deck 21 (especially, the cylinder bore 11a) is pressed against the cylinder block 2 with the cylinder head 3 attached to the cylinder block 2 so that the lower deck 21 is pressed against the cylinder block 2 by bolts. It is possible to secure the surface pressure of the corresponding part of
  • the rib 24 extends in the circumferential direction of the imaginary circle VC (the cylinder bore 11a). Therefore, the cooling water can easily flow in the circumferential direction of the imaginary circle VC around the valve hole forming wall 40 in the head side circulation space 30. Thereby, the valve hole forming wall 40 can be efficiently cooled by the cooling water.
  • both ends in the extending direction of the rib 24 have high rigidity wall portions (valve hole forming wall 40, outer peripheral wall 60, bolt hole forming walls 71, 72 I am in contact with
  • the rigidity of the lower deck 21 around the virtual circle VC can be further improved.
  • the intake side rib 24A extends across the inside and the outside in the radial direction of the virtual circle VC (the cylinder bore 11a).
  • the intake side rib 24A extends across the inside and the outside in the radial direction of the virtual circle VC (the cylinder bore 11a).
  • the cooling water discharge portion 65 is provided at one end of the plurality of valve hole forming walls 40 in the arrangement direction. Furthermore, a plurality of exhaust side ribs 24B are provided to correspond to the plurality of valve hole forming walls 40 respectively, and extend in the arrangement direction of the plurality of valve hole forming walls 40 respectively. For this reason, the cooling water circulating in the head side circulation space 30 (in particular, the second compartment space 32) is guided by the exhaust side rib 24B and easily flows in the arrangement direction of the plurality of valve hole forming walls 40. In addition, the cooling water flowing to the head side circulation space 30 can easily flow toward the cooling water discharge unit 65.
  • the intake side rib 24A extends from the intake side wall 61 toward the valve hole forming wall 40. Therefore, the cooling water flowing from the intake side introduction hole 23A into the space on the intake side of the first compartment 31 is guided by the intake side rib 24A and the upper space on the exhaust side from the space on the intake side of the first compartment 31 It becomes easy to flow toward.
  • the first communication hole 83 formed in the second partition wall 82 and connecting the first partition space 31 and the second partition space 32 in the vertical direction is It is located adjacent to the cooling water discharge part 65 side with respect to the exhaust port formation part 52 in the first orthogonal direction. Therefore, the cooling water flowing from the second compartment 32 into the upper space on the exhaust side of the first compartment 31 through the first communication hole 83 is cooled by the exhaust port forming part 52 in the first orthogonal direction. It becomes easy to flow toward 65.
  • the cooling water can smoothly flow in the head side circulation space 30 from the cooling water introduction hole 23 (the intake side introduction hole 23A, the exhaust side introduction hole 23B) to the cooling water discharge portion 65. Therefore, the valve hole forming wall 40 and the exhaust port forming portion 52 can be efficiently cooled by the cooling water flowing to the head side circulation space 30.
  • only one of both ends in the extending direction of the rib formed on the lower deck may be in contact with the wall (the valve hole forming wall, the outer peripheral wall, the bolt hole forming wall). Even in this case, the rigidity of the portion around the virtual circle in the lower deck can be improved.
  • the rib may not be in contact with the wall, for example.
  • the number of cylinders in the engine of the present invention may be one, for example. That is, the number of valve hole forming walls in the cylinder head of the present invention may be one, for example.
  • the engine of the present invention may be applied to any work vehicle such as a dump truck, a hydraulic shovel, a bulldozer, and an engine-type forklift.

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Abstract

シリンダヘッド（３）は、ロアデッキ（２１）と、ロアデッキの上方でロアデッキに対向するように設けられているとともに、ロアデッキとの間に冷却水流通空間（３０）を画成するアッパーデッキと、ロアデッキとアッパーデッキとにわたって形成され、ロアデッキの下面に開口する吸気バルブ孔（４１）及び排気バルブ孔（４２）を形成するバルブ孔形成壁（４０）を含む壁部と、を備える。ロアデッキは、平面視でバルブ孔形成壁を囲う仮想円（ＶＣ）の周方向に延びるようにロアデッキを上下方向に貫通する冷却水導入孔（２３）と、冷却水導入孔に対して仮想円の周方向に並ぶように設けられて、該周方向に延びるようにロアデッキの上面（２１ａ）から突出するリブ（２４）と、を備える。

Description

シリンダヘッド及びエンジン
　この発明は、シリンダヘッド及びエンジンに関する。
　特許文献１には、エンジンを構成するシリンダブロックの上部にボルトで固定され、内部に冷却水流通空間（ヘッドジャケット）を有するシリンダヘッドが開示されている。このようなシリンダヘッドでは、シリンダブロック側に位置して冷却流通空間を画成するロアデッキが高熱に晒される。このため、ロアデッキを薄く形成することでロアデッキを効率よく冷却することが考えられている。
　特許文献１のシリンダヘッドでは、シリンダブロック側に位置して冷却流通空間を画成するシリンダヘッドのロアデッキ（下壁）に、ロアデッキを補強するリブを形成している。このリブは、冷却水流通空間における冷却水の流れを考慮して、所定の気筒に対応するバルブ孔形成壁（吸気ポート壁部）から、複数の気筒を配列した気筒列方向に延びている。
特開２０１２－０１２９５９号公報
　しかしながら、特許文献１のシリンダヘッドでは、リブがバルブ孔形成壁から気筒の径方向に延びている。このため、バルブ孔形成壁の周囲における冷却水の流れがリブによって阻害されてしまう。この場合、冷却水によるバルブ孔形成壁の冷却が不十分になってしまう。
　本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、ロアデッキの剛性を向上でき、かつ、バルブ孔形成壁を冷却水によって効率よく冷却できるシリンダヘッド及びエンジンを提供することを目的とする。
　本発明の第一の態様に係るシリンダヘッドは、ロアデッキと、前記ロアデッキの上方で前記ロアデッキに対向するように設けられているとともに、前記ロアデッキとの間に冷却水流通空間を画成するアッパーデッキと、前記ロアデッキと前記アッパーデッキとにわたって形成され、前記ロアデッキの下面に開口する吸気バルブ孔及び排気バルブ孔を形成するバルブ孔形成壁を含む壁部と、を備え、前記ロアデッキは、平面視で前記バルブ孔形成壁を囲う仮想円の周方向に延びるように前記ロアデッキを上下方向に貫通する冷却水導入孔と、前記冷却水導入孔に対して前記仮想円の周方向に並ぶように設けられて、該周方向に延びるように前記ロアデッキの上面から突出するリブと、を備える。
　本発明の第一の態様に係るエンジンは、前記シリンダヘッドと、気筒を形成するシリンダボアを有し、前記シリンダヘッドによって上方から覆われるシリンダブロックと、を備え、前記仮想円は、前記シリンダボアの平面視形状に対応する円である。
　本発明によれば、シリンダヘッドのロアデッキの剛性を向上でき、かつ、バルブ孔形成壁を冷却水によって効率よく冷却できる。
本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドを含むエンジンを示す断面図である。 図１のエンジンを上方から見た上面図である。 図１のIII－III断面図である。 図２のIV－IV断面図である。 図１，４のV－V断面図である。 図１，４のVI－VI断面図である。
　以下、本発明の一実施形態について図１～図６を参照して詳細に説明する。図１，４に示すように、本実施形態に係るシリンダヘッド３は、シリンダブロック２とともにエンジン１を構成する。本実施形態のエンジン１は、ディーゼルエンジンである。
　図１～６においては、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とが配列される方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交する第一直交方向をＹ軸方向とする。さらに、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に直交する第二直交方向をＸ軸方向とする。
＜シリンダブロック＞
　図１，４に示すように、シリンダブロック２は、気筒１１を形成するシリンダボア１１ａを有する。気筒１１は、ピストン４（図１）が配される空間である。気筒１１は、シリンダブロック２の上面２ａに開口する。ピストン４は、気筒１１内において燃焼した燃焼ガスの圧力を受けて上下方向（Ｚ軸方向）に往復運動する。本実施形態のシリンダブロック２は、図２に示すように複数（図示例では３つ）の気筒１１を有する。複数の気筒１１は、上下方向に直交する第一直交方向（Ｙ軸方向）に一列に並んでいる。以下の説明では、複数の気筒１１が配列される第一直交方向を気筒列方向とも呼ぶ。
　図１，４に示すように、シリンダブロック２内には、各シリンダボア１１ａを囲む冷却水流通空間１２（以下、ブロック側流通空間１２と呼ぶ。）が形成されている。ブロック側流通空間１２には、シリンダボア１１ａを冷却する冷却水が流通する。ブロック側流通空間１２は、シリンダブロック２の上面２ａに開口する。
　図１に示すように、シリンダブロック２内には、後述するロッカアーム４７を駆動するためのカムシャフト５が配される。カムシャフト５は、気筒列方向に延びている。カムシャフト５は、ピストン４の往復運動に応じて回転する。
＜シリンダヘッド＞
　シリンダヘッド３は、気筒１１の上方の開口を覆うように、シリンダブロック２の上面２ａに重ねて配される。
　図１，４に示すように、シリンダヘッド３は、ロアデッキ２１及びアッパーデッキ２２を備える。ロアデッキ２１及びアッパーデッキ２２は、それぞれ板状に形成されている。ロアデッキ２１は、シリンダヘッド３のうちシリンダブロック２の上面２ａに重ねて配される部位である。アッパーデッキ２２は、ロアデッキ２１の上方でロアデッキ２１に対向するように設けられる。すなわち、ロアデッキ２１及びアッパーデッキ２２は、上下方向（Ｚ軸方向）に間隔をあけて配列されている。アッパーデッキ２２は、ロアデッキ２１との間に冷却水流通空間３０（以下、ヘッド側流通空間３０と呼ぶ。）を画成する。
　ロアデッキ２１には、冷却水導入孔２３が形成されている。冷却水導入孔２３は、ロアデッキ２１をその板厚方向（上下方向）に貫通する。冷却水導入孔２３は、シリンダブロック２のブロック側流通空間１２と、シリンダヘッド３のヘッド側流通空間３０とをつなぐ。また、ロアデッキ２１には、ヘッド側流通空間３０の内面をなすロアデッキ２１の上面２１ａから突出するリブ２４が形成されている。冷却水導入孔２３及びリブ２４の詳細については後述する。
＜バルブ孔形成壁＞
　図１，３～６に示すように、シリンダヘッド３は、ロアデッキ２１からアッパーデッキ２２まで延びるバルブ孔形成壁４０を備える。
　図１，３，５に示すように、バルブ孔形成壁４０には、ロアデッキ２１の下面２１ｂに開口する吸気バルブ孔４１及び排気バルブ孔４２が形成されている。ロアデッキ２１の下面２１ｂは、シリンダブロック２の上面２ａに対向する面である。吸気バルブ孔４１及び排気バルブ孔４２は、ロアデッキ２１側に位置するバルブ孔形成壁４０の下端部に形成される。吸気バルブ孔４１及び排気バルブ孔４２は、それぞれシリンダブロック２の気筒１１に連通する。
　図３～６に示すように、バルブ孔形成壁４０には、燃料噴射器４４（インジェクタ）が上下方向に挿通する中心孔４３が形成されている。燃料噴射器４４は、シリンダヘッド３の上下方向に貫通する。すなわち、燃料噴射器４４は、ロアデッキ２１の下面２１ｂ及びアッパーデッキ２２の上面２２ａから突出する。図３，５に示すように、前述した吸気バルブ孔４１及び排気バルブ孔４２は、中心孔４３の周りにおいて周方向に互いに間隔をあけて配列されている。
　図１，２に示すように、バルブ孔形成壁４０には、各吸気バルブ孔４１を開閉する吸気バルブ４５が上下方向に移動可能に設けられている。吸気バルブ４５の一部は、アッパーデッキ２２の上面２２ａから突出する。また、バルブ孔形成壁４０には、吸気バルブ４５と同様に、各排気バルブ孔４２を開閉する排気バルブ４６が設けられている。排気バルブ４６の構成や配置は、吸気バルブ４５と同様である。
　吸気バルブ４５及び排気バルブ４６は、それぞれアッパーデッキ２２の上面２２ａに設けられたロッカアーム４７を揺動させることで駆動される。ロッカアーム４７は、前述したカムシャフト５の回転に伴ってシリンダヘッド３の上下方向に貫通するプッシュロッド４８が上下方向に移動することで揺動する。
　本実施形態においては、図３，５，６に示すように、複数（図示例では３つ）のバルブ孔形成壁４０が、上下方向（Ｚ軸方向）に直交する第一直交方向（Ｙ軸方向）、すなわち気筒列方向に互いに間隔をあけて一列に配列されている。複数のバルブ孔形成壁４０は、複数の気筒１１のそれぞれに対応するように位置する。本実施形態においては、２つの吸気バルブ孔４１及び１つの排気バルブ孔４２が、１つの気筒１１に対応している。
＜吸気ポート形成部＞
　図１，３～６に示すように、シリンダヘッド３は、バルブ孔形成壁４０に接続される吸気ポート形成部５１を備える。吸気ポート形成部５１は、バルブ孔形成壁４０に対して、上下方向及び第一直交方向に直交する第二直交方向の一方側（Ｘ軸正方向側）に位置する。吸気ポート形成部５１は、アッパーデッキ２２の下面に一体に形成され、ロアデッキ２１の上方に間隔をあけて配置される。ロアデッキ２１と吸気ポート形成部５１との間の空間は、ヘッド側流通空間３０を構成している。
　吸気ポート形成部５１には、吸気バルブ孔４１に連通する吸気ポート５３が形成されている。吸気ポート５３は、吸気バルブ孔４１から第二直交方向の一方側に延びる。すなわち、吸気ポート５３は、第二直交方向の一方側であるシリンダヘッド３の吸気側から吸気するように形成されている。
　吸気ポート形成部５１は、複数のバルブ孔形成壁４０のそれぞれに対応するように、第一直交方向に互いに間隔をあけて複数（図示例では３つ）配列されている。各吸気ポート形成部５１には、各バルブ孔形成壁４０に形成された２つの吸気バルブ孔４１のそれぞれに連通する２つの吸気ポート５３が形成されている。
＜排気ポート形成部＞
　図４，５に示すように、シリンダヘッド３は、各バルブ孔形成壁４０に接続される排気ポート形成部５２を備える。排気ポート形成部５２は、バルブ孔形成壁４０に対して、第二直交方向の他方側（Ｘ軸負方向側）に位置する。排気ポート形成部５２は、ロアデッキ２１の上方かつアッパーデッキ２２の下方で、これらロアデッキ２１及びアッパーデッキ２２と間隔をあけて配置される。ロアデッキ２１と排気ポート形成部５２との間の空間、及び、アッパーデッキ２２と排気ポート形成部５２との間の空間は、それぞれヘッド側流通空間３０を構成している。
　排気ポート形成部５２には、排気バルブ孔４２に連通する排気ポート５４が形成されている。排気ポート５４は、排気バルブ孔４２から第二直交方向の他方側に延びる。すなわち、排気ポート５４は、第二直交方向の他方側であるシリンダヘッド３の排気側に排気するように形成されている。
　排気ポート形成部５２は、複数のバルブ孔形成壁４０のそれぞれに対応するように、第一直交方向に互いに間隔をあけて複数（図示例では３つ）配列されている。
＜外周壁＞
　図３，５，６に示すように、シリンダヘッド３は、前述した複数のバルブ孔形成壁４０の外周側に設けられた外周壁６０をさらに備える。外周壁６０は、複数のバルブ孔形成壁４０を囲むようにロアデッキ２１からアッパーデッキ２２まで延び、ロアデッキ２１及びアッパーデッキ２２とともにヘッド側流通空間３０を画成する。
　外周壁６０には、２つの側壁６１，６２と、１つの端壁６３とがある。
　図４，５に示すように、２つの側壁６１，６２は、第二直交方向（Ｘ軸方向）におけるシリンダヘッド３の両端において第一直交方向（Ｙ軸方向）に延びる。２つの側壁６１，６２のうち吸気側（Ｘ軸正方向側）に位置する吸気側側壁６１には、前述した吸気ポート形成部５１が一体に形成される。吸気側側壁６１には、吸気ポート５３が貫通する。２つの側壁６１，６２のうち排気側（Ｘ軸正方向側）に位置する排気側側壁６２には、前述した排気ポート形成部５２が一体に形成される。排気側側壁６２には、排気ポート５４が貫通する。また、排気側側壁６２には、前述したプッシュロッド４８（図１）が上下方向に貫通する。プッシュロッド４８は、第一直交方向に互いに間隔をあけて複数配列されている。
　図３，５，６に示すように、１つの端壁６３は、第一直交方向における２つの側壁６１，６２の第一端にわたって第二直交方向に延びる。
　２つの側壁６１，６２の第二端側は開口している。２つの側壁６１，６２の第二端側（複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向の一方側の端部）には、冷却水排出部６５が設けられている。冷却水排出部６５には、ヘッド側流通空間３０に流通する冷却水が排出される。
＜ボルト孔形成壁＞
　図３，５，６に示すように、シリンダヘッド３は、ロアデッキ２１からアッパーデッキ２２まで延びるボルト孔形成壁７１，７２をさらに備える。ボルト孔形成壁７１，７２には、シリンダヘッド３をシリンダブロック２に取り付けるためのボルト孔７３が形成されている。ボルト孔７３は、ロアデッキ２１の下面２１ｂ及びアッパーデッキ２２の上面２２ａに開口する。すなわち、ボルト孔７３は、シリンダヘッド３をその上下方向に貫通する。本実施形態では、同一のボルト孔形成壁７１，７２に、１つのボルト孔７３が形成されている。
　ボルト孔形成壁７１，７２は、各バルブ孔形成壁４０を囲むようにその周方向に複数（図示例では４つ）配列されている。また、ボルト孔形成壁７１，７２は、第一直交方向において同一のバルブ孔形成壁４０の両側に位置するように、バルブ孔形成壁４０の吸気側及び排気側のそれぞれにおいて第一直交方向に複数（図示例では４つ）配列されている。
　複数のボルト孔形成壁７１，７２のうち一部のボルト孔形成壁７１（第一ボルト孔形成壁７１）は、前述した外周壁６０と間隔をあけて位置する。本実施形態における第一ボルト孔形成壁７１は、バルブ孔形成壁４０の排気側で第一直交方向に隣り合う２つのバルブ孔形成壁４０の間に位置する。第一ボルト孔形成壁７１は、第二直交方向においてバルブ孔形成壁４０と排気側側壁６２との間に位置する。残りのボルト孔形成壁７２（第二ボルト孔形成壁７２）は、外周壁６０に一体に形成されている。
　上述したバルブ孔形成壁４０、外周壁６０及びボルト孔形成壁７１，７２は、ロアデッキ２１とアッパーデッキ２２とにわたって形成される壁部を構成する。
＜冷却水導入孔＞
　図３に示すように、ロアデッキ２１に形成された冷却水導入孔２３は、平面視でバルブ孔形成壁４０を囲う仮想円ＶＣの周方向に延びている。本実施形態における仮想円ＶＣは、気筒１１のシリンダボア１１ａの平面視形状に対応する円である。また、仮想円ＶＣは、バルブ孔形成壁４０に形成された中心孔４３（燃料噴射器４４）を中心とした円である。冷却水導入孔２３は、仮想円ＶＣ（シリンダボア）よりもその径方向外側に位置する。また、冷却水導入孔２３は、バルブ孔形成壁４０と間隔をあけて位置する。
　冷却水導入孔２３は、同一のバルブ孔形成壁４０に対し、仮想円ＶＣの周方向に間隔をあけて複数（図示例では３つ）配列されている。同一のバルブ孔形成壁４０に対して形成される冷却水導入孔２３には、バルブ孔形成壁４０の吸気側に隣り合わせて設けられる吸気側導入孔２３Ａと、バルブ孔形成壁４０の排気側に隣り合わせて設けられる排気側導入孔２３Ｂと、がある。
　吸気側導入孔２３Ａは、第二直交方向においてバルブ孔形成壁４０と吸気側側壁６１との間に位置する。本実施形態における吸気側導入孔２３Ａの数は、１つの仮想円ＶＣに対し２つである。２つの吸気側導入孔２３Ａは、第一直交方向において仮想円ＶＣの中心（中心孔４３、燃料噴射器４４）の両側にずれて位置している。吸気側導入孔２３Ａの数は、例えば１つであってよいし、例えば３つ以上であってもよい。
　図１，３に示すように、吸気側導入孔２３Ａは、上下方向において吸気ポート形成部５１の下方に位置する。すなわち、吸気側導入孔２３Ａは吸気ポート形成部５１によって覆われている。ただし、吸気側導入孔２３Ａの一部は、図３，５に例示するように吸気ポート形成部５１によって覆われなくてもよい。
　図３に示すように、排気側導入孔２３Ｂは、第二直交方向においてバルブ孔形成壁４０と排気側側壁６２との間に位置する。本実施形態における排気側導入孔２３Ｂの数は、１つの仮想円ＶＣに対し１つである。排気側導入孔２３Ｂは、第一直交方向において仮想円ＶＣの中心に対して外周壁６０の端壁６３側（複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向の他方側）にずれて位置している。排気側導入孔２３Ｂの数は、例えば複数であってもよい。
　図３，４に示すように、排気側導入孔２３Ｂは、上下方向において排気ポート形成部５２の下方に位置する。すなわち、排気側導入孔２３Ｂは排気ポート形成部５２によって覆われている。なお、排気側導入孔２３Ｂの一部は、例えば排気ポート形成部５２によって覆われなくてもよい。
＜リブ＞
　図３に示すように、ロアデッキ２１の上面２１ａに形成されたリブ２４は、冷却水導入孔２３に対して仮想円ＶＣの周方向に並ぶように設けられている。また、リブ２４は、仮想円ＶＣの周方向に延びるように設けられている。本実施形態では、リブ２４の延在方向の両端が、壁部（バルブ孔形成壁４０、外周壁６０、ボルト孔形成壁７１，７２）に接している。以下、本実施形態のリブ２４について、さらに詳しく説明する。
　本実施形態のリブ２４には、第二直交方向（Ｘ軸方向）において仮想円ＶＣの中心よりも吸気側に設けられる吸気側リブ２４Ａと、仮想円ＶＣの中心よりも排気側に設けられる排気側リブ２４Ｂとがある。
　吸気側リブ２４Ａは、第一直交方向（Ｙ軸方向）に隣り合う２つのバルブ孔形成壁４０の間において、外周壁６０の吸気側側壁６１に一体に形成された第二ボルト孔形成壁７２からバルブ孔形成壁４０まで、主に第二直交方向に延びている。すなわち、吸気側リブ２４Ａの延在方向の両端は、バルブ孔形成壁４０と第二ボルト孔形成壁７２とに接している。これにより、吸気側リブ２４Ａは、第一直交方向において吸気側リブ２４Ａの両側に位置する２つの吸気側導入孔２３Ａに対し、それぞれの仮想円ＶＣの周方向に並ぶように位置する。
　図示例のシリンダヘッド３では、バルブ孔形成壁４０の数が３つであるため、吸気側リブ２４Ａの数は２つとなっている。
　吸気側リブ２４Ａの延在方向の第一端がバルブ孔形成壁４０に接する箇所は、仮想円ＶＣの径方向内側に位置する。このため、吸気側リブ２４Ａは、仮想円ＶＣの径方向内側及び外側に跨って延びている。
　本実施形態において、吸気側リブ２４Ａの延在方向の第一端は、図示例のように、第一直交方向に隣り合う２つのバルブ孔形成壁４０のうち冷却水排出部６５側に位置するバルブ孔形成壁４０に接する。このため、吸気側リブ２４Ａは、第二直交方向において第二ボルト孔形成壁７２からバルブ孔形成壁４０に向かうにしたがって、第一直交方向において冷却水排出部６５側に向かうように傾斜している。
　なお、吸気側リブ２４Ａの延在方向の第一端は、例えば第一直交方向に隣り合う２つのバルブ孔形成壁４０のうち外周壁６０の端壁６３側に位置するバルブ孔形成壁４０に接してもよい。また、吸気側リブ２４Ａの延在方向の第二端は、例えば第二ボルト孔形成壁７２の代わりに吸気側側壁６１に接してもよい。
　排気側リブ２４Ｂは、第二直交方向においてバルブ孔形成壁４０と排気側側壁６２との間に位置する。排気側リブ２４Ｂは、主に第一直交方向（複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向）に延びている。排気側リブ２４Ｂの延在方向の両端は、排気側側壁６２とボルト孔形成壁７１，７２とに接している。
　具体的に、排気側リブ２４Ｂの延在方向の第一端は、第一直交方向において対応するバルブ孔形成壁４０よりも冷却水排出部６５側に位置するボルト孔形成壁７１，７２に接する。一方、排気側リブ２４Ｂの延在方向の第二端は、第一直交方向において排気側側壁６２のうち仮想円ＶＣの中心よりも外周壁６０の端壁６３側の部位に接する。このため、排気側リブ２４Ｂは、第一直交方向において排気側側壁６２から冷却水排出部６５側に向かうにしたがって、第二直交方向において吸気側に向かうように傾斜している。これにより、排気側リブ２４Ｂの第一端側（ボルト孔形成壁７１，７２側）の部位が、対応する排気側導入孔２３Ｂに対し、仮想円ＶＣの周方向に並ぶように位置する。また、排気側リブ２４Ｂの第二端側（排気側側壁６２側）の部位が、対応する排気側導入孔２３Ｂに対し、仮想円ＶＣの径方向外側に並ぶように位置する。
　排気側リブ２４Ｂは、複数のバルブ孔形成壁４０にそれぞれ対応するように複数設けられている。すなわち、排気側リブ２４Ｂの数は、バルブ孔形成壁４０の数（図示例では３つ）に対応している。
　また、図１，３，４に示すように、各排気側リブ２４Ｂは、対応する排気ポート形成部５２の下方に設けられている。
＜ヘッド側流通空間＞
　図１，３～６に示すように、本実施形態のシリンダヘッド３において、ヘッド側流通空間３０は、第一区画壁８１（図３）及び第二区画壁８２（図１，４）によって２つの区画空間３１，３２に区画されている。
　図１，３，４に示すように、第一区画壁８１は、上下方向においてロアデッキ２１側に位置するヘッド側流通空間３０の下側部分を、吸気側の空間と排気側の空間とに区画する。第一区画壁８１は、隣り合うバルブ孔形成壁４０同士をつなぐように、また、複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向の両端に位置するバルブ孔形成壁４０と外周壁６０とをつなぐように形成されている。
　図１，４，５に示すように、第二区画壁８２は、第二直交方向（Ｘ軸方向）においてバルブ孔形成壁４０及び第一区画壁８１よりも排気側に位置する排気側の空間を、上下方向において排気ポート形成部５２の下側を含む下部空間と排気ポート形成部５２の上側を含む上部空間とに区画する。
　ヘッド側流通空間３０は、これら第一区画壁８１及び第二区画壁８２によって、吸気側の空間及び排気側の上部空間を含む第一区画空間３１と、排気側の下部空間からなる第二区画空間３２とに区画される。
　図３に示すように、第一区画空間３１のうち吸気側の空間には、前述した吸気側導入孔２３Ａや吸気側リブ２４Ａが位置する。一方、第二区画空間３２には、排気側導入孔２３Ｂや排気側リブ２４Ｂが位置する。また、本実施形態では、第一区画空間３１のうち排気側の上部空間（図５）及び第二区画空間３２（図３）が、冷却水排出部６５につながる。すなわち、第一区画空間３１のうち吸気側の空間は、排気側の上部空間を介して冷却水排出部６５につながる。このため、吸気側導入孔２３Ａを通して第一区画空間３１の吸気側の空間に流入した冷却水は、第一区画空間３１の排気側の上部空間を流れた上で、冷却水排出部６５に排出される。一方、排気側導入孔２３Ｂを通して第二区画空間３２に流入した冷却水は、冷却水排出部６５に直接排出される。
さらに、図５，６に示すように、第二区画壁８２には、第一区画空間３１のうち排気側の上部空間と第二区画空間３２とをつなぐ第一連通孔８３が形成されている。第一連通孔８３は、第二区画壁８２を上下方向に貫通して形成されている。第一連通孔８３は、複数のバルブ孔形成壁４０のそれぞれに接するように位置する。すなわち、第一連通孔８３の数は、バルブ孔形成壁４０の数と同じである。第一連通孔８３が形成されていることで、排気側導入孔２３Ｂを通して第二区画空間３２に流入した冷却水の一部は、第一連通孔８３を通して第一区画空間３１の排気側の上部空間に流れ込む。
　また、第一連通孔８３は、第一直交方向（Ｙ軸方向）において排気ポート形成部５２に対して冷却水排出部６５側に隣り合わせて位置する。これにより、第二区画空間３２（図３）から第一連通孔８３を通して第一区画空間３１の排気側の上部空間に流れ込んだ冷却水は、排気ポート形成部５２によって第一直交方向において冷却水排出部６５から離れる方向に流れることを阻止される。すなわち、当該冷却水は、排気ポート形成部５２やバルブ孔形成壁４０に沿って流れることになる。そして、第二区画空間３２から第一連通孔８３を通して第一区画空間３１の排気側の上部空間に流れ込んだ冷却水が第二直交方向に向かう流れを、排気ポート形成部５２によって冷却水排出部６５に向かわせるように第一直交方向に向けて流すことができる。
　さらに、本実施形態の第二区画壁８２は、冷却水排出部６５内まで延びている。すなわち、第二区画壁８２は、冷却水排出部６５の内部空間も上下方向に区画している。そして、冷却水排出部６５内に位置する第二区画壁８２の部位には、冷却水排出部６５内の二つの空間をつなぐ第二連通孔８４が形成されている。これにより、ヘッド側流通空間３０から冷却水排出部６５内に流れ込んだ冷却水を、冷却水排出部６５内の二つの空間の両方に流通させることができる。具体的に、第二区画空間３２から冷却水排出部６５内のうち第二区画壁８２の下側の区画空間に流れ込んだ冷却水は、第二連通孔８４を通して冷却水排出部６５内のうち第二区画壁８２の上側の区画空間に流通する。
　本実施形態において、冷却水排出部６５内に流れ込んだ冷却水は、冷却水排出部６５の上部に形成された排出口６６を通して冷却水排出部６５の外部に排出されるが、これに限ることはない。
　図１，２，４に示すように、本実施形態のシリンダヘッド３には、ロッカハウジング６が一体に成形されている。ロッカハウジング６は、アッパーデッキ２２（シリンダヘッド３）の上面２２ａの周縁においてシリンダヘッド３の上方（Ｚ軸正方向）に延びて形成され、アッパーデッキ２２の上面２２ａに設けられたロッカアーム４７などを囲む。
　また、図１，２，４～６に示すように、本実施形態のシリンダヘッド３には、吸気マニホールド７が一体に成形されている。吸気マニホールド７は、シリンダヘッド３の吸気側側壁６１に接続される。吸気マニホールド７は、その内部空間が第一直交方向に配列された複数の吸気ポート５３のそれぞれに連通するように、第一直交方向に延びている。
＜作用効果＞
　本実施形態のシリンダヘッド３では、図３に示すように、排気側リブ２４Ｂが排気側導入孔２３Ｂに対して仮想円ＶＣの周方向に並ぶように形成されている。このため、排気側導入孔２３Ｂを通してヘッド側流通空間３０のうち第二区画空間３２に流入した冷却水は、排気側リブ２４Ｂに誘導されてバルブ孔形成壁４０の周囲において仮想円ＶＣの周方向に流れやすくなる。このように冷却水が流れることで、バルブ孔形成壁４０が冷却される。
　また、排気側リブ２４Ｂは第一直交方向（複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向）に延びている。このため、排気側導入孔２３Ｂから第二区画空間３２に流入した冷却水は、排気側リブ２４Ｂに誘導されて第一直交方向に流れやすくなる。これにより、第二区画空間３２に流通する冷却水は、冷却水排出部６５に向けて流れやすくなる。このように流れる冷却水は、排気ポート形成部５２の下側を通ることで、排気ポート形成部５２を冷却する。
　さらに、図５，６に示すように、第二区画壁８２に形成されて第一区画空間３１と第二区画空間３２とを上下方向につなぐ第一連通孔８３は、第一直交方向において排気ポート形成部５２に対して冷却水排出部６５側に隣り合わせて位置する。このため、第二区画空間３２から第一連通孔８３を通して第一区画空間３１の排気側の上部空間に流れ込んだ冷却水は、排気ポート形成部５２により第一直交方向において冷却水排出部６５に向けて流れやすくなる。このように流れる冷却水は、排気ポート形成部５２の上側を通ることで、排気ポート形成部５２を冷却する。
　また、本実施形態のシリンダヘッド３では、図３に示すように、吸気側リブ２４Ａが吸気側導入孔２３Ａに対して仮想円ＶＣの周方向に並ぶように形成されている。このため、吸気側導入孔２３Ａを通してヘッド側流通空間３０のうち第一区画空間３１の吸気側の空間に流入した冷却水は、バルブ孔形成壁４０の周囲において仮想円ＶＣの周方向に流れやすくなる。このように冷却水が流れることで、バルブ孔形成壁４０が冷却される。
　また、図３，５，６に示すように、吸気側リブ２４Ａは吸気側側壁６１からバルブ孔形成壁４０に向けて延びている。このため、吸気側導入孔２３Ａから吸気側の空間に流入した冷却水は、吸気側リブ２４Ａに沿って、第一区画空間３１の排気側の上部空間に向けて流れやすくなる。
　そして、第一区画空間３１の吸気側の空間から排気側の上部空間に入り込んだ冷却水は、第一連通孔８３を通して第一区画空間３１の排気側の上部空間に流れ込んだ冷却水とともに、第一連通孔８３から排気側の上部空間に入り込んだ冷却水の流れによって、第一直交方向に沿って冷却水排出部６５側に向けて流れる。吸気側の空間から排気側の上部空間に入り込んだ冷却水の温度は、第一連通孔８３から排気側の上部空間に入り込んだ冷却水の温度よりも低い。これにより、排気ポート形成部５２を効率よく冷却することができる。
　以上説明したように、本実施形態のシリンダヘッド３及びこれを備えるエンジン１によれば、リブ２４がロアデッキ２１の上面２１ａにおいて冷却水導入孔２３に対して仮想円ＶＣ（シリンダボア１１ａ）の周方向に並ぶように形成される。これにより、ロアデッキ２１のうち仮想円ＶＣの周囲の部位の剛性を向上できる。特に、ロアデッキ２１のうち冷却水導入孔２３が形成されることで剛性が低くなる冷却水導入孔２３周囲の部位の剛性を向上できる。このため、ロアデッキ２１を薄く形成しても、ボルトによってロアデッキ２１がシリンダブロック２に押し付けられるようにシリンダヘッド３をシリンダブロック２に取り付けた状態で、シリンダブロック２に押し付けられるロアデッキ２１（特にシリンダボア１１ａの周囲に対応する部位）の面圧を確保することができる。
　また、本実施形態のシリンダヘッド３及びエンジン１によれば、リブ２４が仮想円ＶＣ（シリンダボア１１ａ）の周方向に延びている。このため、冷却水はヘッド側流通空間３０のうちバルブ孔形成壁４０の周囲において仮想円ＶＣの周方向に流れやすくなる。これにより、バルブ孔形成壁４０を冷却水によって効率よく冷却することができる。
　また、本実施形態に係るシリンダヘッド３及びエンジン１によれば、リブ２４の延在方向の両端が、剛性の高い壁部（バルブ孔形成壁４０、外周壁６０、ボルト孔形成壁７１，７２）に接している。これにより、ロアデッキ２１のうち仮想円ＶＣの周囲の部位の剛性をさらに向上できる。
　また、本実施形態に係るシリンダヘッド３及びエンジン１によれば、吸気側リブ２４Ａが、仮想円ＶＣ（シリンダボア１１ａ）の径方向内側及び外側に跨って延びている。これにより、ロアデッキ２１のうち仮想円ＶＣの内側及び外側を跨ぐ部位の剛性を向上できる。このため、ロアデッキ２１を薄く形成しても、シリンダブロック２に押し付けられるロアデッキ２１（特にシリンダボア１１ａの周囲に対応する部位）の面圧をさらに高めることができる。
　また、本実施形態のシリンダヘッド３及びエンジン１によれば、複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向の一方側の端部には、冷却水排出部６５が設けられている。さらに、複数の排気側リブ２４Ｂが、複数のバルブ孔形成壁４０にそれぞれ対応するように設けられ、それぞれ複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向に延びている。このため、ヘッド側流通空間３０（特に第二区画空間３２）に流通する冷却水は、排気側リブ２４Ｂに誘導されて複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向に流れやすくなる。また、ヘッド側流通空間３０に流通する冷却水は、冷却水排出部６５に向けて流れやすくなる。
　さらに、本実施形態のシリンダヘッド３及びエンジン１によれば、吸気側リブ２４Ａが吸気側側壁６１からバルブ孔形成壁４０に向けて延びている。このため、吸気側導入孔２３Ａから第一区画空間３１の吸気側の空間に流入した冷却水は、吸気側リブ２４Ａに誘導されて第一区画空間３１の吸気側の空間から排気側の上部空間に向けて流れやすくなる。
　また、本実施形態のシリンダヘッド３及びエンジン１によれば、第二区画壁８２に形成されて第一区画空間３１と第二区画空間３２とを上下方向につなぐ第一連通孔８３は、第一直交方向において排気ポート形成部５２に対して冷却水排出部６５側に隣り合わせて位置する。このため、第二区画空間３２から第一連通孔８３を通して第一区画空間３１の排気側の上部空間に流れ込んだ冷却水は、排気ポート形成部５２により第一直交方向において冷却水排出部６５に向けて流れやすくなる。
　以上により、冷却水は、冷却水導入孔２３（吸気側導入孔２３Ａ、排気側導入孔２３Ｂ）から冷却水排出部６５までヘッド側流通空間３０において円滑に流れることができる。したがって、ヘッド側流通空間３０に流通する冷却水によって、バルブ孔形成壁４０や排気ポート形成部５２を効率よく冷却することが可能となる。
＜その他の実施形態＞
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　本発明のシリンダヘッドにおいて、ロアデッキに形成されたリブは、例えば、その延在方向の両端のうち一方だけが、壁部（バルブ孔形成壁、外周壁、ボルト孔形成壁）に接してよい。この場合でも、ロアデッキのうち仮想円の周囲の部位の剛性を向上することができる。
　また、本発明のシリンダヘッドにおいて、リブは、例えば壁部に接しなくてもよい。
　また、本発明のエンジンにおける気筒の数は、例えば１つであってよい。すなわち、本発明のシリンダヘッドにおけるバルブ孔形成壁の数は、例えば１つであってよい。
　本発明のエンジンは、ダンプトラック、油圧ショベル、ブルドーザ、エンジン式フォークリフトなど任意の作業車両に適用されてよい。
１…エンジン、２…シリンダブロック、３…シリンダヘッド、１１…気筒、１１ａ…シリンダボア、２１…ロアデッキ、２１ａ…上面、２１ｂ…下面、２２…アッパーデッキ、２３…冷却水導入孔、２３Ａ…吸気側導入孔、２３Ｂ…排気側導入孔、２４…リブ、２４Ａ…吸気側リブ、２４Ｂ…排気側リブ、３０…ヘッド側流通空間（冷却水流通空間）、３１…第一区画空間、３２…第二区画空間、４０…バルブ孔形成壁、４１…吸気バルブ孔、４２…排気バルブ孔、４３…中心孔、４４…燃料噴射器、５１…吸気ポート形成部、５２…排気ポート形成部、５３…吸気ポート、５４…排気ポート、６０…外周壁、６１，６２…側壁、６３…端壁、６５…冷却水排出部、７１，７２…ボルト孔形成壁、８１…第一区画壁、８２…第二区画壁、８３…第一連通孔、ＶＣ…仮想円

Claims (9)

  1. 　ロアデッキと、
    　前記ロアデッキの上方で前記ロアデッキに対向するように設けられているとともに、前記ロアデッキとの間に冷却水流通空間を画成するアッパーデッキと、
    　前記ロアデッキと前記アッパーデッキとにわたって形成され、前記ロアデッキの下面に開口する吸気バルブ孔及び排気バルブ孔を形成するバルブ孔形成壁を含む壁部と、
    　を備え、
    　前記ロアデッキは、
    　平面視で前記バルブ孔形成壁を囲う仮想円の周方向に延びるように前記ロアデッキを上下方向に貫通する冷却水導入孔と、
    　前記冷却水導入孔に対して前記仮想円の周方向に並ぶように設けられて、該周方向に延びるように前記ロアデッキの上面から突出するリブと、
    　を備えるシリンダヘッド。
  2. 　前記バルブ孔形成壁には、燃料噴射器が上下方向に挿通する中心孔が形成され、
    　前記仮想円は、平面視にて前記中心孔を中心とした円である請求項１に記載のシリンダヘッド。
  3. 　前記リブの延在方向の両端のうちの少なくとも一方が、前記壁部に接している請求項１又は２に記載のシリンダヘッド。
  4. 　前記壁部は、前記バルブ孔形成壁の外周側に設けられた外周壁を含む請求項３に記載のシリンダヘッド。
  5. 　前記壁部は、前記シリンダヘッドをシリンダブロックに取り付けるためのボルト孔を形成するボルト孔形成壁を含む請求項３又は４に記載のシリンダヘッド。
  6. 　前記リブは、前記仮想円の径方向内側及び外側に跨って延びている請求項１から５のいずれか一項に記載のシリンダヘッド。
  7. 　複数の前記バルブ孔形成壁が、前記上下方向に直交する直交方向に互いに間隔をあけて一列に配列され、
    　複数の前記バルブ孔形成壁の配列方向の一方側の端部には、前記冷却水流通空間に流通する冷却水が排出される冷却水排出部が設けられ、
    　複数の前記リブは、複数の前記バルブ孔形成壁にそれぞれ対応するように設けられているとともに、それぞれ前記配列方向に延びている請求項１から６のいずれか一項に記載のシリンダヘッド。
  8. 　前記バルブ孔形成壁に接続されて、前記排気バルブ孔に連通する排気ポートを形成する排気ポート形成部を有し、
    　前記排気ポート形成部は、前記ロアデッキの上方かつ前記アッパーデッキの下方で、これら前記ロアデッキ及び前記アッパーデッキと間隔をあけて配置されており、
    　前記リブは、前記排気ポート形成部の下方に設けられている請求項１から７のいずれか一項に記載のシリンダヘッド。
  9. 　請求項１から８のいずれか一項に記載のシリンダヘッドと、
    　気筒を形成するシリンダボアを有し、前記シリンダヘッドによって上方から覆われるシリンダブロックと、
    　を備え、
    　前記仮想円は、前記シリンダボアの平面視形状に対応する円であるエンジン。
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