JPH0437227Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、エンジンのシリンダヘツドの部分液
冷装置に関し、ヘツドブロツクの熱歪を効果的に
防止でき、しかも、ヘツドブロツクに設けられる
冷却液の通路を簡単に形成できるうえ、部品点数
の増加を最小限に抑えることができるようにする
ものである。

＜従来技術＞ 強制空冷方式は冷却方式として比較的構成が簡
単で、エンジンの軽量化を図る上で有利であるこ
とから、比較的安価なエンジンに広く採用されて
いる。しかしながら、このような冷却方式を頭上
弁型副室エンジン、例えば、頭上弁型副室式デイ
ーゼルエンジンや、希薄燃焼を実現させるための
副室を有するガソリンエンジンに採用した場合に
は、ヘツドブロツクの形成が複雑になるので、ヘ
ツドブロツクを均等に空冷することが困難であ
る。その結果、シリンダヘツドに熱歪を生じて、
エンジンの性能や耐久性が損なわれるといつた問
題点が生じる。

このような問題を解決するために、例えば、特
開昭57−81113号公報に示すように、ヘツドブロ
ツク全体を液冷する液冷方式を採用し、ヘツドブ
ロツクの温度を均一化させるように構成したもの
がすでに提案されている。しかしながら、このよ
うにヘツドブロツク全体を液冷する液冷方式では
比較的多量の冷却液が必要であり、エンジンの軽
量化を図る上で不利である。

そこで、ヘツドブロツクの高温になり易い部分
の周囲のみを水、油等の液体で冷却し、ヘツドブ
ロツクの温度分布を均一化して、その熱歪の発生
を防止することが考えられる。

従来では、エンジンの高温部を部分的に油冷方
式により冷却する技術として、例えば特開昭56−
47621号公報に開示されているように、水平対向
エンジンの排気孔の周囲を自然対流する潤滑油で
冷却することが知られている。

＜考案が解決しようとする問題点＞ しかしながら、上記従来技術は排気孔がシリン
ダの周面に形成されている２サイクルエンジンに
適用されるものであつて、一般的に適用すること
はできない。

本考案は、上記の事情を考慮してなされたもの
であつて、ヘツドブロツクの熱歪を効果的に防止
でき、しかも、ヘツドブロツクに設けられる冷却
液の通路を簡単に形成できるうえ、部品点数の増
加を最小限に抑えることができるように構成した
エンジンのシリンダヘツドの部分液冷装置を提供
することを目的とするものである。

＜課題を解決するための手段＞ 本考案は、上記の目的を達成するための手段と
して、例えば第１図乃至第４図に示すように、次
のように構成するものである。

すなわち、ヘツドブロツク３に冷却液ジヤケツ
ト３２を形成し、ヘツドブロツク３に上下方向に
延びる昇液路３４と降液路３３とを並べて形成
し、 ヘツドブロツク３の側面から、上記昇液路３４
と降液路３３を貫通してヘツドブロツク３に形成
された冷却液ジヤケツト３２に達する貫通孔３６
を形成し、 上記冷却液ジヤケツト３２からヘツドブロツク
３の外部に導出された外部配管３８の終端部を、
上記貫通孔３６の外端部に装着された継手３９を
介して、降液路３３に接続し、 この継手３９を昇液路３４と降液路３３を区画
する隔壁４１内まで延長し、 上記貫通孔３６をこの継手３９により、昇液路
３４を冷却液ジヤケツト３２に連通させる冷却液
導入路４２と、降液路３３とに区分したことを特
徴とするものである。

＜考案の作用＞ 冷却液が昇液路３４、冷却液導入路４２、冷却
液ジヤケツト３２、外部配管３８および降液路３
３を循環する。これにより、ヘツドブロツク３
は、高温部が液冷されて、温度分布が均一化さ
れ、熱歪の発生が防止される。

また、ヘツドブロツク３の冷却液導入路４２
と、外部配管３８を降液路３３に接続する継手３
９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
の中子を使用して形成したり、鋳造後にドリルで
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、継手３９を昇液路３４と降液路３３とを
区画する隔壁４１内まで延長し、上記貫通孔３６
をこの継手３９により、昇液路３４側の冷却液導
入路４２と降液路３３とに区分して、継手３９が
冷却液導入路４２と降液路３３とを区画する栓に
兼用されるので、部品点数の増加を最小限に抑え
ることができる。

尚、昇液路３４、冷却液導入路４２、冷却液ジ
ヤケツト３２、外部配管３８および降液路３３を
循環する冷却液には、水、循環油等の油、または
エチレングリコール水溶液等を使用すればよく、
この冷却液は自然対流によつて循環させてせもよ
く、また、ポンプを使用して強制循環させてもよ
い。

また、貫通孔３６は、ヘツドブロツク３の外端
面から昇液路３４と降液路３３を区画する隔壁４
１までが直線であればよいが、コストダウンを図
る上ではヘツドブロツク３の外端面から冷却液ジ
ヤケツト３２に至る全長にわたつて直線である方
が有利である。

外部配管３８に冷却液クーラ３７を介在させる
ことは何等支障がないが、冷却液としてエンジン
の各部を潤滑する潤滑油を流用する場合には、オ
イルパン内で冷却に使用した潤滑油の熱が十分に
拡散されるようにすれば、、冷却液クーラを省略
することも可能である。

＜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１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
エンシ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１
０はギヤ装置１１を介してクラクン軸４に連動さ
れ、クラクンケース１の底部に形成されたオイル
パン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１
ａ、クランク軸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
の片側には降液路としてのプツシユロツド室１８
が形成され、このプツシユロツド室１８と主燃焼
室４３とを区画する隔壁１６に上下方向に延びる
昇油路１７が形成される。上記プツシユロツド室
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。上記昇液
路１７とプツシユロツド室１８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
ンケース１に連通する油戻し穴２２が形成されて
いる。尚、シリンダブロツク２の前側部には、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と、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、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
する降液路としてプツシユロツド挿通路３３が形
成される。また、プツシユロツド挿通路３３の一
側方にシリンダブロツク２の昇液路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が形成される。上記冷却液ジヤケ
ツト３２の一側部からはオイルクーラ３７を介在
させた外部配管３８が導出され、この外部配管３
８の終端部が上記貫通孔３６の外端部に装着され
た継手３９を介してプツシユロツド挿通路３３に
接続される。この継手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４１内まで延長されて、上記貫通孔３６をこの
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。上記オイルクーラ３８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。

尚、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、クランクケース
１の底壁１ｂとエンジン台４４の上壁４５とにわ
た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、もともと機械加工されるエンジンの取付
面４８とこれに対向して機械加工されるエンジン
台４４のエンジン取付面４９との間に挿入された
パツキング５０によつて油密状に接続される。こ
のように連通穴４６のクランクケース１側とエン
ジン台４４側とをパツキング５０を介して接続す
る場合には、連通穴４６のクランクケース１側と
エンジン台４４側との加工精度を例えば鋳放し程
度まで低くすることができ、加工コストを低減で
きることになる。

上記の構造において、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。

ところで、上記隔壁１６は主燃焼室４３内の燃
焼熱を直接に受けるうえ、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２１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
過熱される上、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、更に、吸気・排気両ポ
ート３０，３１の間の肉壁部３５は排気弁座２８
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、それぞれ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及びシリンダヘ
ツド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に導かれる。そして昇液路１７
を下から上に通り抜ける間に隔壁１６の蓄熱を奪
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の内部空間４７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
接続する継手３９を装着する孔が一つの貫通孔３
６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）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、継手３９の内端部４０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をこの継手３９の内
端部４０で昇液路３４側の冷却液導入路４１とプ
ツシユロツド挿通路３３とに区画して、継手３９
を冷却液導入路４２とプツシユロツド挿通路３３
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。

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３３
とを区画する隔壁４２までが直線であればよい
が、コストダウンを図る上では、上記のようにヘ
ツドブロツク３の外側面から冷却液ジヤケツト３
２に至る全長にわたつて直線である方が有利であ
る。

また、昇液路１７，３４、冷却液導入路４１、
冷却液ジヤケツト３２、外部配管３８、プツシユ
ロツド挿通路３３およ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、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てもよく、また、自然対
流によつて循環させてもよい。

＜考案の効果＞ 本考案は、上記のように構成され、作用するこ
とから、次の効果を奏する。

シリンダヘツドの高温部のみに冷却液を循環さ
せて高温部を液冷するので、比較的少量の冷却液
でシリンダヘツドの温度分布を均一化することが
でき、シリンダヘツドの熱歪による性能や耐久性
の低下を防止でき、しかも、エンジンの軽量化を
図る上でも有利である。

また、ヘツドブロツクの冷却液導入路と、外部
配管を降液路に接続する継手を装着する孔とが、
一つの貫通孔として形成されているので、この貫
通孔を鋳造時に一つの中子を使用して形成した
り、鋳造後にドリルで穿孔したりすることによ
り、ヘツドブロツク内の冷却液の通路を簡単に形
成でき、容易に、かつ、安価に実施できる。

更に、外部配管と降液路とを接続する継手を、
ヘツドブロツク内で昇液路側の冷却液導入路と降
液路とに区分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、コトスダウ
ンを図る上で一層有利になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例に係るエンジンのシ
リンダヘツドの部分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。 ２……シリンダブロツク、３……ヘツドブロツ
ク、２７……副室、３０……吸気ポート、３１…
…排気ポート、３２……冷却液ジヤケツト、３３
……降液路、３４……昇液路、３５……肉壁部、
３６……貫通孔、３８……外部配管、３９……継
手、４１……隔壁、４２……冷却液導入路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ ヘツドブロツク３に冷却液ジヤケツト３２を
   形成し、ヘツドブロツク３に上下方向に延びる
   昇液路３４と降液路３３とを並べて形成し、 ヘツドブロツク３の側面から、上記昇液路３
   ４と降液路３３を貫通してヘツドブロツク３に
   形成された冷却液ジヤケツト３２に達する貫通
   孔３６を形成し、 上記冷却液ジヤケツト３２からヘツドブロツ
   ク３の外部に導出された外部配管３８の終端部
   を、上記貫通孔３６の外端部に装着された継手
   ３９を介して、降液路３３に接続し、 この継手３９を昇液路３４と降液路３３を区
   画する隔壁４１内まで延長し、 上記貫通孔３６をこの継手３９により、昇液
   路３４を冷却液ジヤケツト３２に連通させる冷
   却液導入路４２と、降液路３３とに区分したこ
   とを特徴とする、エンジンのシリンダヘツドの
   部分液冷装置。 ２ 前記冷却液ジヤケツト３２が、ヘツドブロツ
   ク３に配設された副室２７の周囲に形成される
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項に記載のエンジンのシリンダヘツドの部分液
   冷装置。 ３ 前記冷却液導入路４２が、ヘツドブロツク３
   内の吸気ポート３０と排気ポート３１との間の
   肉壁部３５内を通過するように形成されたこと
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項ま
   たは第２項に記載のエンジンのシリンダヘツド
   の部分液冷装置。