JPH0932633A - 水冷式水平対向多気筒エンジンの冷却水通路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】シリンダヘッドのウォータジャケット内に、冷
却水の注水性が良く、空気の滞留も防止でき、鋳造性に
も優れたリブを設け、シリンダの冷却性能を向上させる
ことのできる水冷式水平対向多気筒エンジンの冷却水通
路を提供する。 【解決手段】水冷式水平対向多気筒エンジンにおいて、
シリンダヘッド４のウォータジャケット１０内をシリン
ダ２１，２２の略中央で下ウォータジャケット１０ａと
上ウォータジャケット１０ｂとに区画するリブ３１，３
２，３３を配設する。各リブ３１，３２，３３には空気
がたまり易い部分に空気抜き通路３５ａ，３５ｂ，３５
ｃ，３５ｄが形成され、各シリンダ２１，２２の燃焼室
壁２１ａ，２２ａとプラグホール壁２３ａ，２４ａとに
沿って、冷却水が下ウォータジャケット１０ａから上ウ
ォータジャケット１０ｂに速い流速で流通する小断面の
流通口３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄが形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却水をシリンダ
ブロック下側のウォータジャケットからシリンダヘッド
のウォータジャケットを経てシリンダブロック上側のウ
ォータジャケットに流通させる水冷式水平対向多気筒エ
ンジンの冷却水通路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、水冷式直列エンジンでは、冷却
水は、シリンダブロックのウォータジャケット内を、エ
ンジン前方から後方に向けて流れ、エンジン後方から
は、シリンダヘッドのウォータジャケット内をエンジン
前方に向けて流れるようになっており、このため冷却水
の全流量がシリンダヘッドの１つ１つの燃焼室壁面を通
過してウォータジャケット内を流れるようになってい
る。

【０００３】これに対し、水冷式水平対向多気筒エンジ
ンでは、シリンダブロック下側のウォータジャケットか
らの冷却水をシリンダヘッドのウォータジャケットの下
側（排気ポート側）から上側（吸気ポート側）に流通さ
せ、複数のシリンダの燃焼室壁やプラグ回りを各バンク
毎に冷却して、シリンダブロック上側のウォータジャケ
ットに流通させるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このため、水冷式水平
対向多気筒エンジンでは、水冷式直列エンジンと同じ流
量で冷却水を循環させると、シリンダヘッドのウォータ
ジャケット内での冷却水の流速は低くなり、冷却効果が
水冷式直列エンジンよりも悪くなるといった問題があ
る。一方、より多くの冷却水を循環させるために、大容
量の水ポンプを用いることが考えられるが、大容量の水
ポンプを用いると駆動損失が大きくなり性能が悪化する
とともに、コスト面においても不利になってしまう。

【０００５】そこで、シリンダヘッドのウォータジャケ
ット内の必要な部位にリブを設けて流速を上げることが
考えられるが、このリブによって、冷却水通路に空気が
滞留したり、また、エンジンに初めて冷却水を注水する
際に、シリンダヘッドのウォータジャケット内の空気が
抜けない等の問題を生じる可能性がある。

【０００６】例えば、特開昭６１−１４９５５１号公報
には、シリンダヘッドの剛性を高めるためにウォータジ
ャケット内へアッパデッキから下方に延出して設けたリ
ブに、空気の滞留防止のために貫通孔を形成した技術が
示されている。この技術に示されるエンジンでは、冷却
水中の空気は、容易にリブの所定部分に集められるた
め、このリブの部分に貫通孔を形成することにより、簡
単に空気の滞留防止ができる。しかし、水冷式水平対向
多気筒エンジンでは、エンジンが水平に設けられ、冷却
水はシリンダヘッドのウォータジャケットの下側から上
側に流通するようになっているため、シリンダヘッドの
ウォータジャケット内にリブを形成した場合、空気の滞
留防止の孔の位置を決定することが難しい。

【０００７】また、シリンダヘッドのウォータジャケッ
ト内にリブを設けた場合、シリンダヘッドは鋳物である
ので、鋳造に際してのガス抜きも考慮する必要がある。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、シリンダヘッドのウォータジャケット内に、冷却水
の注水性が良く、空気の滞留も防止でき、鋳造性にも優
れたリブを設け、特に大容量の水ポンプを用いることな
く冷却水を循環させ、循環する冷却水の有する冷却効果
を効率良く最大限に利用して、シリンダの冷却性能を向
上させることのできる水冷式水平対向多気筒エンジンの
冷却水通路を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の請求項１による水冷式水平対向多気筒エンジン
の冷却水通路は、シリンダブロック下側のウォータジャ
ケットからの冷却水をシリンダヘッドのウォータジャケ
ットの下側から上側に流通させ、シリンダブロック上側
のウォータジャケットに流通させる水冷式水平対向多気
筒エンジンの冷却水通路において、上記シリンダヘッド
の上記ウォータジャケット内を、各シリンダの略中央で
上側と下側とに区画するリブを上記各シリンダ間と上記
シリンダと上記ウォータジャケット壁面間にそれぞれ配
設し、冷却水が上記各シリンダの燃焼室壁面とプラグホ
ール壁面とに沿って上記ウォータジャケット内の下側か
ら上側に流通する流通口を上記各リブに形成するととも
に、上記各シリンダ間に配設する上記リブの両端側と、
上記シリンダと上記ウォータジャケット壁面間に配設す
る上記リブの上記ウォータジャケット壁面側とにそれぞ
れ壁面に沿って細長の空気抜き通路を形成したものであ
る。

【００１０】上記構成において、上記シリンダブロック
下側のウォータジャケットからの冷却水は、上記シリン
ダヘッドのウォータジャケットの下側に流入し、上記各
リブに形成した上記各流通口と上記各細長の空気抜き通
路を通じて上記ウォータジャケットの上側に流通し、上
記シリンダブロック上側のウォータジャケットに流入す
る。循環される冷却水の大部分は、上記各流通口を通じ
て上記シリンダヘッドのウォータジャケットの下側から
上側に流通され、流路断面積が減少して上記各シリンダ
の燃焼室壁面とプラグホール壁面とに沿って流通させら
れるため、これら各流通口での流速が増加し、上記各シ
リンダの上記燃焼室壁面の冷却および上記プラグホール
壁面の冷却が効率良く行なわれる。一方、上記各細長の
空気抜き通路を通じて、上記シリンダヘッドのウォータ
ジャケットの下側から上側に流通する冷却水は、流量は
少量であるが速い流速で流通される。このため、上記各
シリンダ間に配設する上記リブの両端側と、上記シリン
ダと上記ウォータジャケット壁面間に配設する上記リブ
の上記ウォータジャケット壁面側とに空気が滞留するこ
とはない。また、エンジンに注水する際においても、空
気が滞留することはない。さらに、上記シリンダヘッド
を鋳造する際に、上記シリンダヘッドのウォータジャケ
ット内は、上記各リブが設けられ複雑になるが上記各細
長の空気抜き通路がガス抜き孔となり、鋳造の際のガス
抜きも確実に行われる。

【００１１】次に、本発明の請求項２による水冷式水平
対向多気筒エンジンの冷却水通路は、請求項１記載の水
冷式水平対向多気筒エンジンの冷却水通路において、前
記流通口の前記燃焼室壁面の部分は、前記各シリンダの
燃焼室内部形状に合わせて形成したものである。

【００１２】上記流通口の上記燃焼室壁面の部分は、前
記各シリンダの燃焼室内部形状に合わせて形成すること
により、前記燃焼室壁面が薄肉に形成されて、上記流通
口を流通する冷却水による冷却が効率良く行える。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の実施の形態
に係り、図１はシリンダヘッドの冷却水通路を説明する
図３のＩ−Ｉ断面図、図２は水冷式水平対向多気筒エン
ジンの冷却水通路を説明する概略図、図３はシリンダヘ
ッドの冷却水通路を説明する図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面
図である。

【００１４】これらの図において、符号１は水冷式水平
対向４気筒エンジンであり、このエンジン１の左右のシ
リンダブロック２，３の外側に、図示しないヘッドガス
ケットを介してシリンダヘッド４，５が取り付けられて
いる。

【００１５】上記シリンダブロック２，３の下側にはウ
ォータジャケット６，７が、上側にはウォータジャケッ
ト８，９が、それぞれ形成され、また、上記シリンダヘ
ッド４，５にはウォータジャケット１０，１１が形成さ
れている。

【００１６】上記シリンダヘッド４の上記ウォータジャ
ケット１０は、下側が連通孔１２を介して上記シリンダ
ブロック２の下側ウォータジャケット６と、上側が連通
孔１３を介して上記シリンダブロック２の上側ウォータ
ジャケット８と連通されている。

【００１７】また、上記シリンダヘッド５の上記ウォー
タジャケット１１は、下側が連通孔を介して上記シリン
ダブロック３の下側ウォータジャケット７と、上側が連
通孔を介して上記シリンダブロック３の上側ウォータジ
ャケット９と連通されている。

【００１８】さらに、上記シリンダブロック２の下側ウ
ォータジャケット６は、ウォータポンプ１４からの冷却
水通路１５、および、上記シリンダブロック３の下側ウ
ォータジャケット７と接続されており、上記ウォータポ
ンプ１４により上記冷却水通路１５を通じて上記下側ウ
ォータジャケット６に流入された冷却水は、この下側ウ
ォータジャケット６から上記シリンダヘッド４の上記ウ
ォータジャケット１０，上記シリンダブロック２の上側
ウォータジャケット８を経て下流側通路１６に流通され
る一方、上記下側ウォータジャケット６から上記シリン
ダブロック３の下側ウォータジャケット７，上記シリン
ダヘッド５の上記ウォータジャケット１１，上記シリン
ダブロック３の上側ウォータジャケット９を経て上記下
流側通路１６に流通されるようになっている。

【００１９】上記シリンダヘッド４には、２つのシリン
ダ２１，２２の燃焼室壁（燃焼室を形成する上部壁）２
１ａ，２２ａが、上記ウォータジャケット１０に臨んで
水平に形成され、これら燃焼室壁２１ａ，２２ａの略中
心には、スパークプラグを挿着するプラグホール２３，
２４がそれぞれ形成されている。

【００２０】また、上記燃焼室壁２１ａには、２つの排
気バルブを挿通する排気バルブ挿通孔２５，２５と、２
つの吸気バルブを挿通する吸気バルブ挿通孔２６，２６
とが形成されており、上記燃焼室壁２２ａにも同様に、
２つの排気バルブ挿通孔２７，２７と、２つの吸気バル
ブ挿通孔２８，２８とが形成されている。

【００２１】さらに、上記シリンダヘッド４の２つのシ
リンダ２１，２２間の上下にボルト孔２９，２９が設け
られ、また、上記シリンダヘッド４の４隅にボルト孔３
０，３０，３０，３０が設けられて、このシリンダヘッ
ド４と上記シリンダブロック２とが結合されるようにな
っている。

【００２２】また、上記プラグホール２３，２４は、プ
ラグホール壁２３ａ，２４ａにより、上記各バルブ挿通
孔２５，２６，２７，２８は、それぞれバルブ挿通孔壁
２５ａ，２６ａ，２７ａ，２８ａにより、上記ボルト孔
２９は、ボルト孔壁２９ａにより上記ウォータジャケッ
ト１０から隔離されている。

【００２３】一方、上記プラグホール壁２３ａと上記プ
ラグホール壁２４ａとは水平なリブ３１により連結さ
れ、さらに、上記プラグホール壁２３ａ，２４ａから、
このウォータジャケット１０を形成する壁面に向けて水
平にリブ３２，３３がそれぞれ延出され、このウォータ
ジャケット１０内は、上記各リブ３１，３２，３３によ
り、下ウォータジャケット１０ａと上ウォータジャケッ
ト１０ｂとに区画されている。

【００２４】上記リブ３１の上記燃焼室壁２１ａに上記
プラグホール壁２３ａが設けられる角部と、上記燃焼室
壁２２ａに上記プラグホール壁２４ａが設けられる角部
には、それぞれ、上記下ウォータジャケット１０ａと上
記上ウォータジャケット１０ｂとを連通する小断面積の
流通口３４ａ，３４ｂが形成されている。

【００２５】また、上記リブ３２の上記燃焼室壁２１ａ
に上記プラグホール壁２３ａが設けられる角部には、小
断面積の流通口３４ｃが形成され、上記リブ３３の上記
燃焼室壁２２ａに上記プラグホール壁２４ａが設けられ
る角部には、小断面積の流通口３４ｄが形成され、上記
下ウォータジャケット１０ａと上記上ウォータジャケッ
ト１０ｂとが連通されている。

【００２６】さらに、上記リブ３１には、上記流通口３
４ａから上記プラグホール壁２３ａに沿って細長の空気
抜き通路３５ａが形成され、上記流通口３４ｂから上記
プラグホール壁２４ａに沿って細長の空気抜き通路３５
ｂが形成されている。

【００２７】上記流通口３４ａ，３４ｃの燃焼室壁２１
ａの部位はシリンダ２１の燃焼室内部形状に合わせて形
成され、すなわち、シリンダ２１の燃焼室壁２１ａは強
度的に必要な最小薄さで形成され、また、上記流通口３
４ｂ，３４ｄの燃焼室壁２２ａの部位もシリンダ２２の
燃焼室内部形状に合わせて形成され、すなわち、シリン
ダ２２の燃焼室壁２２ａは強度的に必要な最小薄さで形
成されている。

【００２８】また、上記リブ３２には、上記ウォータジ
ャケット１０の壁４ａに沿って、細長の空気抜き通路３
５ｃが形成され、上記リブ３３には、上記ウォータジャ
ケット１０の壁４ｂに沿って、細長の空気抜き通路３５
ｄが形成されている。

【００２９】上記ウォータジャケット１０を形成する上
記ウォータジャケット壁４ａ，４ｂ、および、上記ウォ
ータジャケット１０と動弁機構室３７との仕切り壁３８
には、このシリンダヘッド４の鋳造後、栓により閉塞さ
れるガス抜き孔３６ａ，３６ｂ，３６ｃが形成されてい
る。

【００３０】尚、前記シリンダヘッド５は、上記シリン
ダヘッド４と略同様に形成されている。

【００３１】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、ウォータポンプ１４により冷却水通路１５を通じ
てシリンダブロック２の下側ウォータジャケット６に流
入された冷却水は、この下側ウォータジャケット６から
シリンダヘッド４に向かう流れと、この下側ウォータジ
ャケット６からシリンダブロック３の下側ウォータジャ
ケット７を流通しシリンダヘッド５に向かう流れとに分
かれる。以下、上記シリンダヘッド４と上記シリンダヘ
ッド５での冷却水の流通は略同様であるので、上記シリ
ンダヘッド４について詳細に説明する。

【００３２】上記シリンダブロック２の下側ウォータジ
ャケット６からの冷却水は、連通孔１２を通じて上記シ
リンダヘッド４のウォータジャケット１０の下ウォータ
ジャケット１０ａに流入する。

【００３３】この下ウォータジャケット１０ａに流入し
た冷却水は、そのほとんどの流量が、リブ３１に形成さ
れている小断面積の流通口３４ａ，３４ｂ、リブ３２に
形成されている小断面積の流通口３４ｃ、リブ３３に形
成されている小断面積の流通口３４ｄを経て、上記ウォ
ータジャケット１０の上ウォータジャケット１０ｂに流
入する。

【００３４】ここで、上記流通口３４ａから上記上ウォ
ータジャケット１０ｂに流入する冷却水は、この流通口
３４ａが小断面積であるため、この流通口３４ａの位
置、すなわち、シリンダ２１の燃焼室壁２１ａにプラグ
ホール壁２３ａが設けられる位置で流速が速められる。
同様に、上記流通口３４ｂから上記上ウォータジャケッ
ト１０ｂに流入する冷却水は、シリンダ２２の燃焼室壁
２２ａにプラグホール壁２４ａが設けられる位置で流速
が速められ、また、上記流通口３４ｃから上記上ウォー
タジャケット１０ｂに流入する冷却水は、上記シリンダ
２１の燃焼室壁２１ａに上記プラグホール壁２３ａが設
けられる位置で流速が速められ、上記流通口３４ｄから
上記上ウォータジャケット１０ｂに流入する冷却水は、
上記シリンダ２２の燃焼室壁２２ａに上記プラグホール
壁２４ａが設けられる位置で流速が速められる。

【００３５】このため、上記シリンダ２１の燃焼室壁２
１ａ，上記シリンダ２２の燃焼室壁２２ａ，上記プラグ
ホール壁２３ａ，上記プラグホール壁２４ａが、循環さ
れるほとんどの流量の冷却水により効率良く冷却され
る。

【００３６】特に上記シリンダ２１の燃焼室壁２１ａ，
上記シリンダ２２の燃焼室壁２２ａの冷却では、上記シ
リンダ２１の燃焼室壁２１ａ，上記シリンダ２２の燃焼
室壁２２ａを薄肉に形成することにより、その冷却効率
がさらに高く行われる。

【００３７】また、上記下ウォータジャケット１０ａに
流入した冷却水は、わずかな量ではあるが、リブ３１に
形成されている空気抜き孔３５ａ，３５ｂ、リブ３２に
形成されている空気抜き孔３５ｃ、リブ３３に形成され
ている空気抜き孔３５ｄを経て、上記ウォータジャケッ
ト１０の上ウォータジャケット１０ｂに流入する。

【００３８】このため、水平に配設される上記各リブ３
１，３２，３３の最も空気の滞留し易い壁面に沿った部
位が、冷却水の流通口となるため、空気が滞留すること
はない。また、エンジンに初めて注水する際にも、空気
だまりができることが防止される。

【００３９】そして、上記上ウォータジャケット１０ｂ
から冷却水は、連通孔１３を通り、上記シリンダブロッ
ク２の上側ウォータジャケット８に流入され、上記シリ
ンダ２１，２２の冷却を行って下流側通路１６に流通さ
れる。

【００４０】一方、上記シリンダブロック３の下側ウォ
ータジャケット７を流通しシリンダヘッド５に向かった
冷却水は、上記シリンダヘッド５に形成されているウォ
ータジャケット１１内を、上記シリンダヘッド４のウォ
ータジャケット１０内の流通と略同様に流通した後、上
記シリンダブロック３の上側ウォータジャケット９に流
入され、シリンダの冷却を行って上記下流側通路１６に
流通される。

【００４１】その後、上記シリンダブロック２の上側ウ
ォータジャケット８からの冷却水と上記シリンダブロッ
ク３の上側ウォータジャケット９からの冷却水は合流さ
れ再び循環される。

【００４２】ところで、上記シリンダヘッド４（シリン
ダヘッド５も同様）を鋳造する場合、上記ウォータジャ
ケット１０内で発生したガスは、上記各空気抜き孔３５
ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを通って各ガス抜き孔３６
ａ，３６ｂ，３６ｃから外側に抜くことができるので、
上記各リブ３１，３２，３３にガスが滞留して発生する
鋳巣等の鋳造不良が防止される。

【００４３】このように、本発明の実施の形態によれ
ば、循環されるほとんどの冷却水を利用し、冷却に必要
な部分で冷却水の流速を増加させるように各リブを形成
したので、冷却の効率を高くでき、また、上記各リブに
空気抜き孔を形成したので、空気が滞留することもなく
エンジンへの注水性も向上し、シリンダヘッドの鋳造も
ガス抜きが容易に行える。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、水
冷式水平対向多気筒エンジンの冷却水通路において、シ
リンダヘッドのウォータジャケット内に、冷却水の注水
性が良く、空気の滞留も防止でき、鋳造性にも優れるよ
うにリブを設けたので、特に大容量の水ポンプを用いる
ことなく冷却水を循環させ、循環する冷却水の有する冷
却効果を効率良く最大限に利用して、シリンダの冷却性
能を向上させることが可能となる。また、流通口の燃焼
室壁面の部分は、各シリンダの燃焼室内部形状に合わせ
て形成することにより、燃焼室壁面が薄肉に形成され、
上記流通口を流通する冷却水による冷却が効率良く行え
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるシリンダヘッドの冷
却水通路を説明する図３のＩ−Ｉ断面図

【図２】本発明の実施の形態による水冷式水平対向多気
筒エンジンの冷却水通路を説明する概略図

【図３】本発明の実施の形態によるシリンダヘッドの冷
却水通路を説明する図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図

【符号の説明】

１ 水冷式水平対向４気筒エンジン ２，３ シリンダブロック ４，５ シリンダヘッド ４ａ，４ｂ ウォータジャケット壁 ６，７ 下側ウォータジャケット ８，９ 上側ウォータジャケット １０，１１ ウォータジャケット １０ａ 下ウォータジャケット １０ｂ 上ウォータジャケット ２１，２２ シリンダ ２１ａ，２２ａ 燃焼室壁 ２３ａ，２４ａ プラグホール壁 ３１，３２，３３ リブ ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ 流通口 ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ 空気抜き通路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロック下側のウォータジャケ
   ットからの冷却水をシリンダヘッドのウォータジャケッ
   トの下側から上側に流通させ、シリンダブロック上側の
   ウォータジャケットに流通させる水冷式水平対向多気筒
   エンジンの冷却水通路において、 上記シリンダヘッドの上記ウォータジャケット内を、各
   シリンダの略中央で上側と下側とに区画するリブを上記
   各シリンダ間と上記シリンダと上記ウォータジャケット
   壁面間にそれぞれ配設し、冷却水が上記各シリンダの燃
   焼室壁面とプラグホール壁面とに沿って上記ウォータジ
   ャケット内の下側から上側に流通する流通口を上記各リ
   ブに形成するとともに、上記各シリンダ間に配設する上
   記リブの両端側と、上記シリンダと上記ウォータジャケ
   ット壁面間に配設する上記リブの上記ウォータジャケッ
   ト壁面側とにそれぞれ壁面に沿って細長の空気抜き通路
   を形成したことを特徴とする水冷式水平対向多気筒エン
   ジンの冷却水通路。
2. 【請求項２】 前記流通口の前記燃焼室壁面の部分は、
   前記各シリンダの燃焼室内部形状に合わせて形成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の水冷式水平対向多気筒エ
   ンジンの冷却水通路。