JPH089401Y2 - 多気筒空冷機関のシリンダヘッド冷却構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は多気筒空冷機関（以下、空冷エンジンと呼
ぶ）の冷却構造に関し、殊にシリンダヘッド外壁周りに
多数の冷却（放熱）フィンを備えたシリンダヘッドの冷
却構造に関する。

〔従来の技術〕

一般に空冷エンジンのシリンダヘッドは、主に熱伝導
率が大きく加工性の良いアルミ合金鋳物で作られてお
り、その出力は、アルミ合金鋳物の強度が極端に低下し
ない温度範囲で抑えなければならない。従って、（出力
／重量）を大きくするにはシリンダヘッドをいかに効率
よく冷却するかが大きな課題となっている。

このため現在では、シリンダヘッドの外壁に沿って多
数の冷却フィンを延設し、走行に伴ってエンジン周りに
導かれる冷却風とシリンダヘッドとの接触面積を大きく
して、冷却効率を高めようとしている。

また実開昭58−42345号公報には、同様な目的を持
ち、シリンダブロック周りの冷却を高めるべく、隣接す
るシリンダ間に位置するシリンダブロック部分に冷却風
が通過するための風抜穴を設け、冷却風がシリンダ配列
方向と直交する方向から受けるようにしたシリンダブロ
ックが開示されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところでシリンダ間隔の狭い多気筒エンジンのシリン
ダヘッドにおいては、当然ながら発熱部分間の距離が短
いため特に効率良い冷却が求められている。しかしなが
らこの多気筒エンジンを含め、一般的な空冷エンジンに
設けられる冷却フィンの形状は、要求される出力及び諸
元から計算される放熱面積によって決められている。即
ち、フィン形状とシリンダ周りを流れる風量や流れ方向
についての細かい検討は加えられておらず、このため多
気筒空冷エンジンの各気筒間は冷却風のための通路断面
積が減少し、風量低下が著しく冷却性が悪い。

本考案はかかる現状に鑑み、各気筒間を流れる冷却風
の風量を従来より増加し、冷却効率を高めた多気筒空冷
エンジンのシリンダヘッド冷却構造を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本考案によれば、シリンダヘ
ッド外壁に沿って多数の冷却フィンを形成した多気筒空
冷機関において、隣り合うシリンダヘッド外壁面及び該
シリンダヘッド外壁面周りの冷却フィンにより形成され
る空気通路のうち、上記隣り合うシリンダヘッド外壁面
間距離が小さく通路断面積が小さい通路部分の上記冷却
フィン部分を、シリンダヘッド外壁面に向かって切り欠
いたことを特徴とする多気筒空冷機関のシリンダヘッド
冷却構造が提供される。

〔作用〕

シリンダヘッド外壁面周りに延びる冷却フィンの内、
小なる空気通路断面となる空気通路部分を形成する、冷
却フィンを一部、切り欠くことにより、この部分での冷
却風通路面積が増大し、また通風抵抗の減少により冷却
風量が増大する。

〔実施例〕

図面を参照して本考案の各実施例を説明する。

第１図は、紙面に対して垂直方向に直列配置された多
気筒空冷エンジン１の、一気筒縦断面を示すものであっ
て、図において２はシリンダヘッド、３はシリンダバレ
ルである。

シリンダヘッド２及びシリンダバレル３の各外壁には
多数の冷却フィン４及び５が設けられており、車両（図
示せず）走行時、冷却風は図中左方より右方へと流れる
ものとする。尚、この場合、矢印で示した冷却風流れ方
向の下流側には、冷却効果を高めるため、冷却フィン５
に近接してバッフル板６が設けられるが、その作用は第
２図を参照して後述する。

第２図は第１図II−II線に沿うシリンダヘッド２の横
断面を、又第３図は第２図III−III線に沿うシリンダヘ
ッドの縦断面を夫々示している。

第２図に矢印で示したように、シリンダヘッド２へと
流れ込む冷却風は、周状なるシリンダヘッド外壁面2aに
沿って流れ、隣接し合う２つのシリンダヘッド外壁面2a
間距離が最も小さくなる間隙部７を通って右方へと流れ
ることになるが、その下流側には前述したようにバッフ
ル板６が配置され、このバッフル板６は図示した位置に
冷却風出口８を形成するように紙面に対して垂直に延び
るように冷却フィン５外周に取り付けられる。従って上
記間隙部７を経た冷却風流れは図中矢印で示したよう
に、下流側のシリンダヘッド外壁面2aに沿って流れ、こ
の外壁面2aを冷却した後、上記冷却風出口８より流出
し、以上のようにしてシリンダヘッド２を通過すること
になる。

ところで、以上の様に構成されるシリンダヘッド２の
放熱量は、シリンダヘッド２の伝熱表面積や熱伝達率に
比例し、更にこの熱伝達率はシリンダヘッド２に設けら
れる冷却フィン５の形状及びシリンダヘッド２を通過す
る冷却風量に影響される。即ち冷却フィン５の形状を図
示するような定常形とした場合、上記放熱量を増すには
シリンダヘッド２を通過する冷却風量を増加させる必要
がある。

そして図示したシリンダヘッド２において、この冷却
風量を増やすためには、隣接し合うシリンダヘッド外壁
面2a間の空間をシリンダ軸線Ａ（第１図）に対し垂直に
区切る冷却フィン５及びバッフル板６によって画成され
る空気通路９を通る冷却風の圧力損失を出来るだけ低減
する必要がある。このため本考案によれば、隣接する２
つのシリンダヘッド外壁面2a間距離が最も小さくなり空
気通路断面積が最も小さくなる間隙７周囲の冷却フィン
５は、シリンダサイド10を頂点として三角形状に切り欠
かれる。この結果、図示した空気通路９は、冷却フィン
５の裏側に形成される別の空気通路と連通することにな
り、この間隙７における通路断面積が切り欠かれた冷却
フィンの厚さ分だけ増加し、この間隙７における圧力損
失量を、切り欠きを設けない従来のシリンダヘッド冷却
構造と比較して低減することができ、それ故、冷却風量
を増加させ冷却性を格段に向上することができる。尚、
この切り欠き形状に関しては、冷却フィン５間に取り込
まれた冷却風が切り欠きを介してシリンダヘッド上下方
向に抜けてしまい、その結果シリンダヘッドの温度分布
が著しく不均一になるのを防止するため、例えば第１図
の矢印a,b及びｃに示す冷却フィンについては切り欠き
を設けないようにしても良い。

ところで、上述したように冷却フィン５の一部を切り
欠く場合、前述した放熱量に寄与する伝熱表面積の減少
は避け得ない事実である。しかしながら上述した実施例
は、この伝熱表面積減少に伴う放熱量減少分が、冷却風
量増大に伴う放熱量増加分に比較して格段に少ないとい
う事実を踏まえて提供されたものである。

第４図及び第５図は、上述した上記冷却フィンの切り
欠きに関し、伝熱表面積の減少をできるだけ抑えた本考
案の別実施例を示す図である。

即ち、第４図に示す実施例では、冷却フィン５をシリ
ンダサイド10において円弧状に切り欠くことにより、図
中点線で示した先の実施例の切り欠きよりも冷却フィン
５を多く残している。又、本実施例では間隙７を通過し
た後の、冷却風のシリンダヘッド外壁面2aに沿う流れを
強めるため、四角柱状のバッフル11を冷却フィン５の下
流側端部5cより間隙７に近接して配置し、バッフル11の
エッジ及び側面によって、間隙７を通過した冷却風が左
右のシリンダヘッド外壁面に向かって分岐するようにし
ている。尚、このバッフル11はその形状故に、複数の冷
却フィン５を貫通するように設置され、又バッフル11、
シリンダヘッド外壁面2a及び上下の冷却フィン５によっ
て画成される空気通路９′の断面積がシリンダサイド10
の空気通路断面積より小さくならないように、間隙７を
介する冷却風の流れに対して約45°、バッフルの側面を
傾斜させつつ適当な位置に配置される。

又、第５図に示す実施例は、第６図フィン断面に具体
的に示すように、切り欠き形成による伝熱表面積の減少
を極力抑えるため、冷却フィン５の切り欠き部エッジ5d
をナイフエッジのように傾斜加工し、一方でシリンダサ
イド10近傍の空気通路断面積増加を確保するものであ
る。

第７図は第２図に示した実施例に関連し、冷却フィン
５上において冷却風の流れが停滞し、いわゆるフィン効
果が小さい領域を削除したものであって、この削除され
たフィン端部には、冷却風がシリンダヘッド外壁面2aに
沿って流れるように紙面に対して垂直に延びるバッフル
板12が装着される。この場合、第２図に示す実施例と比
較して、冷却フィン５の部分的削除に伴ってシリンダヘ
ッド２の小型・軽量化が可能となる。

尚、気筒間の冷却フィン5,5は振動による相互の干渉
を防止するために、１〜2mm程度の隙間を設定すること
が好ましい。また冷却フィンの切り欠きは必ずしもシリ
ンダヘッド外壁面に達するように設けなくともよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によればシリンダサイド
の冷却フィンを部分的に切り欠くことにより、この領域
での空気通路断面積を切り欠きを設けないシリンダヘッ
ドに比べて増加することができ、従って冷却風量の増加
に伴って冷却効果を高めることができる。

加えて本考案によれば冷却フィンの切り欠きによりシ
リンダヘッド重量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるシリンダヘッドの縦断面図；第２
図は第１図II−II線に沿う第１実施例のシリンダヘッド
横断面図；第３図は第２図III−III線に沿うシリンダヘ
ッドの縦断面図；第４図は第２図実施例に類似し、切り
欠き及びバッフルの形状を変えた第２実施例としてのシ
リンダヘッド横断面図；第５図は冷却フィンの切り欠き
端部に傾斜を設けた第３実施例としてのシリンダヘッド
横断面図；第６図は第５図VI−VI線に沿う部分的冷却フ
ィン断面図；第７図は第４図に示す実施例をさらに改善
し、バッフルの形状を変えた第４実施例としてのシリン
ダヘッド横断面図。 ２…シリンダヘッド、2a…シリンダヘッド外壁面 ５…冷却フィン、７…間隙、９…空気通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 鈴木 正利 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)考案者 片桐 晴郎 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)考案者 入谷 昌徳 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−206652（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−83408（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−161406（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−42345（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッド外壁に沿って多数の冷却フ
   ィンを形成した多気筒空冷機関において、隣り合うシリ
   ンダヘッド外壁面及び該シリンダヘッド外壁面周りの冷
   却フィンにより形成される空気通路のうち、上記隣り合
   うシリンダヘッド外壁面間距離が小さく通路断面積が小
   さい通路部分の上記冷却フィン部分を、シリンダヘッド
   外壁面に向かって切り欠いたことを特徴とする多気筒空
   冷機関のシリンダヘッド冷却構造。