JP2001234810A - 水冷式４サイクル多気筒エンジンのシリンダヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コストや重量の増加を招くことなく締付けボル
ト間の剛性を充分に確保してシリンダヘッドとシリンダ
ブロックとの合せ面のシール性を向上させた水冷式４サ
イクル多気筒エンジンのシリンダヘッドを提供するにあ
る。 【解決手段】シリンダブロック３０上に締付けボルト５
８で締着されたシリンダヘッド２９の各気筒廻りに形成
されるウォータジャケット５２を収束させる冷却水通路
５５をシリンダヘッド２９の幅方向にこのシリンダヘッ
ド２９と一体に形成した水冷式４サイクル多気筒エンジ
ンのシリンダヘッド２９において、冷却水通路５５の外
壁６１を、シリンダヘッド２９のシリンダブロック３０
との合せ面５３に位置する地板６０の冷却水通路５５側
端縁からシリンダ軸線６２に対して上外側に向かって斜
めに形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水冷式４サイクル
多気筒エンジンのシリンダヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】水冷式エンジンの冷却水経路としては、
例えばラジエターによって冷却された冷却水がウォータ
ポンプによってシリンダブロック内のウォータジャケッ
トに導かれ、シリンダヘッドとの合せ面に設けられた連
通路を経てシリンダヘッド内のウォータジャケットに導
かれ、その後に冷却水出口からラジエターに導かれるよ
うに構成されたものがある。

【０００３】図６は、従来の一般的な水冷式４サイクル
多気筒エンジンのシリンダヘッド１の縦断面図であり、
シリンダブロック２のウォータジャケット３内の冷却水
はシリンダブロック２との合せ面４に設けられた連通路
５を経てシリンダヘッド１内のウォータジャケット６に
導かれ、シリンダヘッド１を冷却した後、冷却水はシリ
ンダヘッド１後部にシリンダヘッド１の幅方向に延びた
各気筒間を繋ぐ冷却水通路７を経て冷却水出口８に導か
れるようになっている。

【０００４】また、各気筒間を繋ぐ冷却水通路７はその
通路面積を充分に確保するために、外壁９が冷却水通路
７下方の合せ面４に対し外側にオーバーハングＯＨされ
ている。

【０００５】一方、シリンダヘッド１は各気筒間に挿通
される締付けボルト１０によってシリンダブロック２に
締結されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各気筒
間を繋ぐ冷却水通路の外壁をオーバーハングさせると上
記締付けボルト間の剛性を充分に確保することができ
ず、シリンダヘッドとシリンダブロックとの合せ面のシ
ール性が低下する。

【０００７】そのために、シリンダヘッドとシリンダブ
ロックとの合せ面に介装されるガスケット（図示せず）
の仕様を向上させたり、シリンダヘッド側合せ面の地板
厚を厚くするなどで対処してきたが、コストや重量の増
加を招いてしまう。

【０００８】また、例えば特開平１１−２２９９５５号
公報に示すように、締付けボルトの本数を増やしてシリ
ンダヘッドとシリンダブロックとの合せ面（シール面）
の変形を防止する方法もあるが、気筒あたり複数本の吸
・排気バルブを備えるエンジンの場合、締付けボルトに
よって吸排気通路の面積が減少してエンジン出力を低下
させる虞がある。

【０００９】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、コストや重量の増加を招くことなく締付けボル
ト間の剛性を充分に確保してシリンダヘッドとシリンダ
ブロックとの合せ面のシール性を向上させた水冷式４サ
イクル多気筒エンジンのシリンダヘッドを提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る水冷式４サ
イクル多気筒エンジンのシリンダヘッドは、上述した課
題を解決するために、請求項１に記載したように、シリ
ンダブロック上に締付けボルトで締着されたシリンダヘ
ッドの各気筒廻りに形成されるウォータジャケットを収
束させる冷却水通路を上記シリンダヘッドの幅方向にこ
のシリンダヘッドと一体に形成した水冷式４サイクル多
気筒エンジンのシリンダヘッドにおいて、上記冷却水通
路の外壁を、上記シリンダヘッドの上記シリンダブロッ
クとの合せ面に位置する地板の冷却水通路側端縁からシ
リンダ軸線に対して上外側に向かって斜めに形成したも
のである。

【００１１】また、上述した課題を解決するために、請
求項２に記載したように、上記冷却水通路内の各気筒間
に形成された上記締付けボルトのボス間に設けられた吸
気ポートの壁部から上記地板に向かって補強リブを一体
に形成したものである。

【００１２】さらに、上述した課題を解決するために、
請求項３に記載したように、上記冷却水通路内の各気筒
間に形成された吸気ポートを複数に区画する区画壁から
上記地板に向かって補強リブを一体に形成したものであ
る。

【００１３】そして、上述した課題を解決するために、
請求項４に記載したように上記シリンダヘッドと上記シ
リンダブロックとの合せ面と、上記吸気ポートとの挟み
角θを４０°以上に設定したものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１５】図１は、この発明を適用した自動二輪車の
一例を示す左側面図である。

【００１６】図１に示すように、この自動二輪車１１は
車体フレーム１２を有し、その前方にヘッドパイプ１３
が設けられる。ヘッドパイプ１３には図示しないサスペ
ンション機構を内装し、前輪１４を回動自在に支持する
左右一対のフロントフォーク１５やハンドルバー１６等
から構成されるステアリング機構１７が設けられ、ハン
ドルバー１６により前輪１４が左右に回動自在に操舵さ
れる。

【００１７】一方、車体フレーム１２は、例えばツイン
チューブ型のもので、ヘッドパイプ１３の直後で左右方
向に拡開された後、互いに平行に後斜下方に延びる左右
一対のタンクレール１８と、このタンクレール１８の後
端部に接続され、略上下方に向かって延びる左右一対の
センターフレーム１９と、このセンターフレーム１９の
後上端から後方に延びる左右一対のシートレール２０と
から構成される。

【００１８】タンクレール１８の上方には燃料タンク２
１が配置され、シートレール２０の上方には運転シート
２２が配置される。また、センターフレーム１９の略中
央下部にはピボット軸２３が架設され、このピボット軸
２３にスイングアーム２４がピボット軸２３廻りにスイ
ング自在に枢着されると共に、このスイングアーム２４
の後端に後輪２５が回動自在に軸支される。そして、前
後輪１４，２５間の車体中央下部、燃料タンク２１下方
にはエンジン２６が配置される。

【００１９】さらに、この自動二輪車１１は車体の前部
が流線形のカウリング２７で覆われており、走行中の空
気抵抗低減と、走行風圧からのライダの保護とが図られ
ている。

【００２０】図２はエンジン２６の左側面図あり、大部
分を縦断面で示す。図２に示すように、このエンジン２
６は水冷４サイクル並列四気筒エンジンであり、主にシ
リンダヘッドカバー２８、シリンダヘッド２９、シリン
ダブロック３０、そしてクランクケース３１から外形が
構成される。

【００２１】クランクケース３１は分割式であり、例え
ば図における上下方向に三分割され、直立よりやや前傾
したシリンダブロック３０が一体に形成されたアッパー
クランクケース３１ａと、その下方のセンタークランク
ケース３１ｂと、その下方のロアークランクケース３１
ｃとから構成される。そして、アッパークランクケース
３１ａとセンタークランクケース３１ｂとの合せ面には
エンジン２６の幅方向に延びるクランクシャフト３２が
回転自在に支持される。

【００２２】クランクシャフト３２には、コンロッド３
３の大端部３３ａが連結され、また、コンロッド３３の
小端部３３ｂにはピストン３４が連結される。そして、
シリンダブロック３０内にはピストン３４が図における
上下方向摺動自在に収納される。

【００２３】ピストン３４の往復ストロークはクランク
シャフト３２により回転運動に変換され、センタークラ
ンクケース３１ｂとロアークランクケース３１ｃとによ
って形成される空間内の図示しないクラッチ機構および
ミッション機構を経てドライブチェーン３５（図１参
照）を介して駆動輪である後輪２５に伝達される。

【００２４】一方、シリンダヘッド２９内には動弁装置
３６が設けられ、クランクシャフト３２の回転が図示し
ないカムチェーンを介して動弁装置３６のカムシャフト
３７に伝達されることにより、動弁装置３６が作動さ
れ、吸・排気バルブ３８を開閉操作する。なお、シリン
ダヘッド２９の上部はシリンダヘッドカバー２８により
塞がれる。

【００２５】ところで、この自動二輪車１１に用いられ
るエンジン２６への混合気供給手段は燃料噴射式であっ
て、シリンダヘッド２９の後ろ側に形成された吸気ポー
ト３９にフューエルインジェクタ４０を備えたスロット
ルボディ４１が接続される。スロットルボディ４１は、
その吸気通路内にスロットルバルブ４２を備え、このス
ロットルバルブ４２の下流側に直接燃料を噴射するフュ
ーエルインジェクタ４０が設けられる。そして、スロッ
トルボディ４１はエンジン２６の後上方に配置され、ス
ロットルボディ４１の上流側にはエアクリーナ４３が接
続される。なお、シリンダヘッド２９の前側には排気ポ
ート４４が形成され、この排気ポート４４に排気管４５
が接続される。

【００２６】上述したように、このエンジン２６は水冷
式の冷却方式を採用し、エンジン２６の前方に冷却水を
冷却および貯留するラジエター４６が配置される。一
方、エンジン２６の例えば左側面には例えばクランクシ
ャフト３２によって駆動されるウォータポンプ４７が配
置され、ラジエター４６から延びる第一ウォータホース
４８が接続される。また、シリンダブロック３０にはウ
ォータジャケット４９が形成され、このウォータジャケ
ット４９に繋がるユニオン５０にウォータポンプ４７か
ら延びる第二ウォータホース５１が接続される。

【００２７】図３はシリンダヘッド２９の拡大縦断面図
である。また、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図
であり、本発明の第一実施形態を示すと共に、図５は図
３のＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、本発明の第二実施形
態を示す。なお、各実施形態において同一の構成部材に
は同一の符号を付す。

【００２８】図２〜図５に示すように、シリンダヘッド
２９にも各気筒の周囲にウォータジャケット５２が形成
され、シリンダブロック３０との合せ面５３に設けられ
た連通路５４を介してシリンダブロック３０内のウォー
タジャケット４９から冷却水が導かれる。

【００２９】また、シリンダヘッド２９の各気筒廻りに
形成されるウォータジャケット５２は、シリンダヘッド
２９後部にシリンダヘッド２９と一体に形成されてその
幅方向に延びる冷却水通路５５によって一本に収束され
ると共に、この冷却水通路５５の後部に冷却水出口５６
が形成される。そして、この冷却水出口５６に第三ウォ
ータホース５７を介してラジエター４６が接続される。

【００３０】ところで、シリンダヘッド２９は各気筒間
に挿通される締付けボルト５８によってシリンダブロッ
ク３０に締結される。また、シリンダヘッド２９とシリ
ンダブロック３０との合せ面５３にはガスケット５９が
介装される。

【００３１】図３に詳細に示すように、シリンダヘッド
２９の、シリンダブロック３０との合せ面５３に位置す
る地板６０の冷却水通路５５側端縁からは冷却水通路５
５の外壁６１がシリンダ軸線６２に対して上外側に向か
って斜めに略直線的に形成される。

【００３２】また、本発明の第一実施形態においては、
図３および図４に示すように、冷却水通路５５内の各気
筒間に形成された締付けボルト５８のボス６３間に設け
られた吸気ポート３９の壁部６４からは地板６０に向か
って補強リブ６５が一体に形成される。

【００３３】さらに、本発明の第二実施形態において
は、図３および図５に示すように、冷却水通路５５内
の、各気筒間に形成された吸気ポート３９を複数、本実
施形態においては左右に二つ、に区画する区画壁６６か
らは地板６０に向かって補強リブ６７が一体に形成され
る。

【００３４】そして、いずれの実施形態においても、図
３に示すように、シリンダヘッド２９とシリンダブロッ
ク３０との合せ面５３と、吸気ポート３９との挟み角θ
は４０°以上（θ≧４０°）に設定される。

【００３５】次に、本実施形態の作用について説明す
る。

【００３６】冷却水通路５５の外壁６１を、シリンダヘ
ッド２９のシリンダブロック３０との合せ面５３に位置
する地板６０の冷却水通路５５側端縁からシリンダ軸線
６２に対して上外側に向かって斜めに略直線的に形成し
たことにより、締付けボルト５８間のシリンダヘッド２
９とシリンダブロック３０との合せ面５３の剛性が高ま
り、締付けボルト５８の締付力による合せ面５３の変形
が防止されてこの合せ面５３のシール性が向上する。

【００３７】また、合せ面５３の剛性が高まることによ
り地板６０の厚さを薄くでき、重量の軽減が図れると共
に、ガスケット５９の仕様を低いものにでき、コストダ
ウンが図れる。

【００３８】さらに、冷却水通路５５内の吸気ポート３
９の壁部６４やこの吸気ポート３９を区画する区画壁６
６から地板６０に向けて補強リブ６５，６７を一体に形
成したことによりシリンダヘッド２９とシリンダブロッ
ク３０との合せ面５３の剛性がさらに高まる。

【００３９】そして、シリンダヘッド２９とシリンダブ
ロック３０との合せ面５３と、吸気ポート３９との挟み
角θを４０°以上に設定すれば冷却水通路５５の断面積
を確保し易く、また、吸気ポート３９の傾斜壁部６４が
シリンダヘッド２９とシリンダブロック３０との合せ面
５３に対して垂直に近い状態となってシリンダヘッド２
９とシリンダブロック３０との合せ面５３の剛性が高ま
る。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る水冷
式４サイクル多気筒エンジンのシリンダヘッドによれ
ば、シリンダブロック上に締付けボルトで締着されたシ
リンダヘッドの各気筒廻りに形成されるウォータジャケ
ットを収束させる冷却水通路を上記シリンダヘッドの幅
方向にこのシリンダヘッドと一体に形成した水冷式４サ
イクル多気筒エンジンのシリンダヘッドにおいて、上記
冷却水通路の外壁を、上記シリンダヘッドの上記シリン
ダブロックとの合せ面に位置する地板の冷却水通路側端
縁からシリンダ軸線に対して上外側に向かって斜めに形
成したため、シリンダヘッドとシリンダブロックとの合
せ面の剛性が高まってこの合せ面のシール性が向上す
る。

【００４１】また、上記冷却水通路内の各気筒間に形成
された上記締付けボルトのボス間に設けられた吸気ポー
トの壁部から上記地板に向かって補強リブを一体に形成
したため、シリンダヘッドとシリンダブロックとの合せ
面の剛性がさらに高まる。

【００４２】さらに、上記冷却水通路内の各気筒間に形
成された吸気ポートを複数に区画する区画壁から上記地
板に向かって補強リブを一体に形成したため、シリンダ
ヘッドとシリンダブロックとの合せ面の剛性がさらに高
まる。

【００４３】そして、上記シリンダヘッドと上記シリン
ダブロックとの合せ面を４０°以上に設定したため、シ
リンダヘッドとシリンダブロックとの合せ面の剛性がさ
らに高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水冷式４サイクル多気筒エンジン
のシリンダヘッドの一実施形態を示す自動二輪車の左側
面図。

【図２】エンジンの左側面断面図。

【図３】シリンダヘッドの拡大縦断面図。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図（第一実施形
態）。

【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図（第二実施形
態）。

【図６】従来の一般的な水冷式４サイクル多気筒エンジ
ンのシリンダヘッドの縦断面図。

【符号の説明】

２６ 水冷式４サイクル多気筒エンジン ２９ シリンダヘッド ３０ シリンダブロック ３９ 吸気ポート ４９，５２ ウォータジャケット ５３ シリンダヘッドとシリンダブロックとの合せ面 ５５ 冷却水通路 ５８ 締付けボルト ６０ 地板 ６１ 冷却水通路の外壁 ６２ シリンダ軸線 ６３ 締付けボルトのボス ６４ 吸気ポートの壁部 ６５，６７ 補強リブ ６６ 吸気ポートの区画壁 θ 合せ面と吸気ポートとの挟み角

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロック上に締付けボルトで締
   着されたシリンダヘッドの各気筒廻りに形成されるウォ
   ータジャケットを収束させる冷却水通路を上記シリンダ
   ヘッドの幅方向にこのシリンダヘッドと一体に形成した
   水冷式４サイクル多気筒エンジンのシリンダヘッドにお
   いて、上記冷却水通路５５の外壁６１を、上記シリンダ
   ヘッド２９の上記シリンダブロック３０との合せ面５３
   に位置する地板６０の冷却水通路５５側端縁からシリン
   ダ軸線６２に対して上外側に向かって斜めに形成したこ
   とを特徴とする水冷式４サイクル多気筒エンジンのシリ
   ンダヘッド。
2. 【請求項２】 上記冷却水通路５５内の各気筒間に形成
   された上記締付けボルト５８のボス６３間に設けられた
   吸気ポート３９の壁部６４から上記地板６０に向かって
   補強リブ６５を一体に形成した請求項１記載の水冷式４
   サイクル多気筒エンジンのシリンダヘッド。
3. 【請求項３】 上記冷却水通路５５内の各気筒間に形成
   された吸気ポート３９を複数に区画する区画壁６６から
   上記地板６０に向かって補強リブ６７を一体に形成した
   請求項１記載の水冷式４サイクル多気筒エンジンのシリ
   ンダヘッド。
4. 【請求項４】 上記シリンダヘッド２９と上記シリンダ
   ブロック３０との合せ面５３と、上記吸気ポート３９と
   の挟み角θを４０°以上に設定した請求項２または３記
   載の水冷式４サイクル多気筒エンジンのシリンダヘッ
   ド。