JP2018091260A - 内燃機関の冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッドの排気ポート側を効率的に冷却することができる内燃機関の冷却構造を提供する。【解決手段】ウォータージャケット２９が、シリンダヘッド８の排気ポート１９に対してシリンダブロック７側に形成されたヘッド下排気側ジャケット５２と、シリンダヘッド８の排気ポート１９に対してヘッドカバー１１側に形成されたヘッド上排気側ジャケット５３とを含み、導入孔５６が、シリンダヘッド８の排気ポート１９側の第２側面８ｄ又はシリンダヘッド８のシリンダブロック７と相反する側の端面８ａに導入口５６ａを開口させるようにシリンダヘッド８に形成され、導入口５６ａからヘッド上排気側ジャケット５３に連通しながらヘッド上排気側ジャケット５３を通過してヘッド下排気側ジャケット５２に至る。【選択図】図２

Description

本開示は、内燃機関の冷却構造に関する。

内燃機関の冷却装置として、シリンダヘッド及びシリンダブロックに冷却水を流通させる冷却水通路が設けられ、冷却水通路が、排気マニホールドの上部に設けられた冷却水入口部と、シリンダヘッドの内部に形成されたヘッドウォータージャケットと、各気筒の周囲に形成されたブロックウォータージャケットと、ヘッドウォータージャケットとブロックウォータージャケットとを結ぶ連通路と、排気マニホールドの下部に設けられた冷却水出口部とを含み、冷却水入口部及び冷却水出口部が気筒の並び方向の中央部に配置されたものが公知である（特許文献１）。

特許文献１に記載の冷却装置では、ヘッドウォータージャケットは、燃焼室等の周囲に形成されたヘッドウォータージャケット本体と、排気マニホールドと冷却水入口部との間に形成され、冷却水案内路を介してヘッドウォータージャケット本体に結ばれた上部ウォータージャケットと、排気マニホールドと冷却水出口部との間に形成された下部ウォータージャケットとを有している。連通路は、ブロックウォータージャケットとヘッドウォータージャケット本体とを連通する吸気側連通路と、ブロックウォータージャケットと下部ウォータージャケットとを連通する排気側連通路とを有している。冷却水は、冷却水入口部から順に、上部ウォータージャケット、冷却水案内路、ヘッドウォータージャケット本体、吸気側連通路、ブロックウォータージャケット（吸気側から排気側へ）、排気側連通路、下部ウォータージャケットを通って冷却水出口部から外部に排出される。

特開２００９−２１６０２９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の冷却装置では、上部ウォータージャケットには、冷却水入口部から流入した冷たい冷却水が直接流れるが、下部ウォータージャケットには、ヘッドウォータージャケット本体やブロックウォータージャケットを流通した後の温かい冷却水が流れる。従って、シリンダヘッドの排気ポート側を効率的に冷却することができない。

本発明は、このような背景に鑑み、シリンダヘッドの排気ポート側を効率的に冷却することができる内燃機関の冷却構造を提供することを課題とする。

このような課題を解決するために、本発明に係る内燃機関（１）の冷却構造のある実施形態は、少なくとも１つのシリンダ（６）を画成するシリンダブロック（７）と、前記少なくとも１つのシリンダに摺動可能に設けられる少なくとも１つのピストン（１３）と、前記シリンダブロックの一端に結合され、前記少なくとも１つのピストンとの間に少なくとも１つの燃焼室（１４）を画成すると共に、前記少なくとも１つの燃焼室と連通する吸気ポート（１８）及び排気ポート（１９）を画成するシリンダヘッド（８）と、前記シリンダヘッドの前記シリンダブロックと相反する側の端面（８ａ）に結合されるヘッドカバー（１１）と、少なくとも前記シリンダヘッドに形成されたウォータージャケット（２９）と、前記ウォータージャケットに冷却水を導入する導入孔（５６）と、前記ウォータージャケットから冷却水を排出する少なくとも１つの排出孔（５７、５９）とを備え、前記ウォータージャケットが、前記シリンダヘッドの前記排気ポートに対して前記シリンダブロック側に形成されたヘッド下排気側ジャケット（５２）と、前記シリンダヘッドの前記排気ポートに対して前記ヘッドカバー側に形成されたヘッド上排気側ジャケット（５３）とを含み、前記導入孔が、前記シリンダヘッドの前記排気ポート側の側面（８ｄ）又は前記シリンダヘッドの前記端面（８ａ）に導入口（５６ａ）を開口させるように前記シリンダヘッドに形成され、前記導入口から、前記ヘッド上排気側ジャケットに連通し、且つ前記ヘッド上排気側ジャケットを通過して前記ヘッド下排気側ジャケットに至る。

この構成によれば、導入孔から導入された冷たい冷却水がヘッド上排気側ジャケット及びヘッド下排気側ジャケットへ直接流れる。そのため、シリンダヘッドの排気ポート側が効率的に冷却される。

好ましくは、上記構成において、前記少なくとも１つのシリンダ（６）が２つのシリンダ（６）を有し、前記ウォータージャケット（２９）が、前記ヘッドカバー（１１）側から前記燃焼室（１４）を覆うように前記シリンダヘッド（８）に形成され、前記ヘッド下排気側ジャケット（５２）及び前記ヘッド上排気側ジャケット（５３）と連通するヘッド主ジャケット（５１）を更に含み、前記少なくとも１つの排出孔（５７、５９）が、前記ヘッド主ジャケットに連通するように前記シリンダヘッドの前記吸気ポート（１８）側、且つ前記２つのシリンダに対応する位置に形成された２つのヘッド排出孔（５７）を含む。

この構成によれば、ヘッド上排気側ジャケット及びヘッド下排気側ジャケットを流通した冷却水がヘッド主ジャケットへ流入し、２つのヘッド排出孔に向けて排気側から吸気側へ、ヘッド主ジャケットの２つの燃焼室を覆う部分の両方に流れる。そのため、シリンダヘッドの燃焼室を画成する部分の両方が冷却される。

好ましくは、上記構成において、前記導入孔（５６）が、シリンダ列方向において前記２つのシリンダ（６）の間に配置されている。

この構成によれば、冷却水がヘッド主ジャケットの２つの燃焼室を覆う部分を均等に流れる。そのため、シリンダヘッドの燃焼室を画成する部分が、シリンダ間でばらつくことなく均等に冷却される。

好ましくは、上記構成において、前記ウォータージャケット（２９）が、前記シリンダヘッド（８）の少なくとも前記排気ポート（１９）側に形成された複数の連通孔（５８）を介して前記ヘッド主ジャケット（５１）と連通するように前記シリンダブロック（７）に形成されたブロックウォータージャケット（５５）を更に含み、前記少なくとも１つの排出孔（５７、５９）が、前記ブロックウォータージャケットに連通するように前記シリンダブロックの前記吸気ポート（１８）側に形成されたブロック排出孔（５９）を更に含む。

この構成によれば、導入孔からヘッド上排気側ジャケット又はヘッド下排気側ジャケットを介してヘッド主ジャケットへ流入した冷却水が、排気ポート側からブロックウォータージャケットに流入してブロック排出孔に向けてブロックウォータージャケットを吸気側へ流れる。そのため、シリンダブロックも冷却される。

好ましくは、上記構成において、前記シリンダヘッド（８）の前記ヘッド上排気側ジャケット（５３）と前記導入孔（５６）との連通部分には、前記ヘッド上排気側ジャケットを画成する壁面（８ｅ）から前記ヘッド上排気側ジャケットに突出する突部（６０）が、前記導入孔を取り囲むように設けられている。

この構成によれば、導入孔を流れる冷却水が、導入口に近いヘッド上排気側ジャケットに、ヘッド下排気側ジャケットよりも多く流れることを抑制できる。これにより、シリンダヘッドにおける排気ポートに対してシリンダブロック側及びヘッドカバー側の両方を効率的に冷却することができる。

好ましくは、上記構成において、車両への搭載姿勢において、前記シリンダブロック（７）が、前記排気ポート（１９）が下側となり、前記吸気ポート（１８）が上側となるように、シリンダ軸線（６Ｘ）を概ね水平に延在させている。

この構成によれば、導入孔からウォータージャケットの下部に配置されたヘッド下排気側ジャケット及びヘッド上排気側ジャケットに流入した冷却水が、熱を吸収して上方へ流れ易くなる。そのため、冷却水のウォータージャケットへの導入が継続している時には、冷却水の流通が円滑になり、冷却水のウォータージャケットへの導入が停止した後には、シリンダヘッドの排気側で加熱された冷却水がウォータージャケット内で対流することでシリンダヘッドの排気側の冷却が継続される。

このように本発明によれば、シリンダヘッドの排気ポート側を効率的に冷却できる内燃機関の冷却構造を提供することができる。

実施形態に係る内燃機関の概略構成図 図１に示される内燃機関のウォータージャケットを斜め上方から実体的に示した斜視図 図１に示される内燃機関のウォータージャケットを斜め下方から実体的に示した斜視図 図３中のIV−IVに沿って示すシリンダヘッドの拡大断面図 冷却水の流れを示す図２に対応するウォータージャケットの斜視図 冷却水の流れを示す図３に対応するウォータージャケットの斜視図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、実施形態に係る内燃機関１の斜視図である。図１に示されるように、内燃機関１は、ガソリンを燃料とするレシプロエンジンからなる機関本体２と、機関本体２に吸気を供給する吸気系３と、機関本体２が排出する排気を外部に排出する排気系４とを有する。

機関本体２は、シリンダ６を画定するシリンダブロック７と、シリンダブロック７の一端に結合されるシリンダヘッド８とを備えている。本実施形態では、シリンダブロック７は２つのシリンダ６を画定している。２つのシリンダ６は、紙面に直交する方向に並べられており、紙面に直交する方向がシリンダ列方向になる。シリンダブロック７の他端には、クランクケース９の上部を形成するアッパケース９Ｕ（スカート部）が一体に形成されている。クランクケース９は、アッパケース９Ｕと、アッパケース９Ｕのシリンダブロック７と相反する側の端部に結合されたロアケース９Ｌとによって構成され、内部にクランク室１０を画定している。シリンダヘッド８のシリンダブロック７と相反する側の端面８ａにはヘッドカバー１１が結合されており、シリンダヘッド８とヘッドカバー１１とによりそれらの内部に動弁室１２が画定されている。

各シリンダ６にはピストン１３が摺動可能に設けられており、シリンダ６におけるピストン１３とシリンダヘッド８との間の部分に燃焼室１４が形成される。即ち、シリンダブロック７及びシリンダヘッド８は、ピストン１３と協働して燃焼室１４を画定している。ピストン１３は頂面の中央部が凹んだ凹型（コンケーブ型）とされ、シリンダヘッド８のシリンダ６側の底面にはペントルーフ型の燃焼室凹部８ｂが形成されている。ピストン１３には、コネクティングロッド１５の小端部がピストンピンを介して連結されている。コネクティングロッド１５の大端部は、クランクピンを介してクランクシャフト１６に連結されている。クランクシャフト１６は、クランクケース９に回転可能に支持されており、両端をクランクケース９から突出させる態様でクランク室１０に収容されている。クランク室１０の、クランクシャフト１６に対してピストン１３と相反する側の部分には、機関本体２の振動を低減するために２本のバランサシャフト１７が回転可能に収容されている。

シリンダヘッド８は、シリンダ軸線６Ｘ方向に延在する第１側面８ｃ及び第２側面８ｄを有している。第１側面８ｃには複数（本実施形態では２つ）の吸気ポート１８が開口し、第２側面８ｄには複数（本実施形態では２つ）の排気ポート１９が開口している。各吸気ポート１８は、シリンダヘッド８の第１側面８ｃから対応する燃焼室凹部８ｂの第１側面８ｃ側のルーフ面に至っており、燃焼室１４に連通している。排気ポート１９は、シリンダヘッド８の第２側面８ｄから対応する燃焼室凹部８ｂの第２側面８ｄ側のルーフ面に至っており、燃焼室１４に連通している。シリンダヘッド８には、ポペットバルブからなる複数の吸気弁２０及び複数の排気弁２１が摺動可能に設けられている。吸気弁２０は吸気ポート１８の燃焼室１４側の端部を開閉し、排気弁２１は排気ポート１９の燃焼室１４側の端部を開閉する。吸気弁２０及び排気弁２１は、バルブスプリングによって常時閉方向に付勢されている。

動弁室１２には、吸気弁２０及び排気弁２１を駆動する動弁機構２２が設けられている。動弁機構２２は、クランク軸線１６Ｘ方向に延在する吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４を備えている。吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４は、シリンダヘッド８とヘッドカバー１１との境界部に回転可能に設けられている。吸気カムシャフト２３は、シリンダヘッド８に揺動可能に設けられたスイングアーム型の吸気ロッカアーム２５を介して吸気弁２０を開閉駆動する。排気カムシャフト２４は、シリンダヘッド８に揺動可能に設けられたスイングアーム型の排気ロッカアーム２６を介して排気弁２１を開閉駆動する。即ち、内燃機関１は、ＤＯＨＣ（Double Overhead Camshaft）型の動弁機構２２を備えている。

シリンダヘッド８には、対応する吸気ポート１８にノズルを臨ませるように２つの燃料噴射弁２８が装着され、対応する燃焼室１４に電極を臨ませるように２つの点火プラグが装着されている。機関本体２は水冷式であり、シリンダヘッド８における燃焼室１４を覆う部分及び排気ポート１９側の部分、並びにシリンダブロック７におけるシリンダ６を取り囲む部分には、冷却水が流通するウォータージャケット２９が形成されている。機関本体２は、燃料及び吸気を吸気ポート１８から燃焼室１４に取り込み、燃焼室１４で燃料を燃焼させ、既燃焼ガス（排気）を排気ポート１９から排出する。

吸気系３は、上流端に位置するエアインレットから吸気ポート１８に連通する吸気通路３０を画定する吸気通路部材を含んでいる。吸気系３は、上流側から順に、エアクリーナ３１、吸気シャットバルブ３２、吸気分岐部３３、スロットルバルブ３４、過給機であるスーパーチャージャー３５及び吸気マニホールド３６を有している。吸気マニホールド３６は、上流側の吸気チャンバ３６Ａと、下流側の複数（本実施形態では２本）の吸気枝管３６Ｂを有しており、吸気チャンバ３６Ａには水冷式のインタークーラー３７が組み込まれている。吸気通路３０のうち、これらの吸気通路部材（３１〜３７）を通過する部分を主吸気通路３０Ａと称し、吸気系３のうち、主吸気通路３０Ａを画定する部分を吸気系本体部３Ａと称する。

吸気系３は、主吸気通路３０Ａを画定する吸気系本体部３Ａに加え、スロットルバルブ３４及びスーパーチャージャー３５を迂回するバイパス通路３０Ｂを画定する吸気バイパス管部３Ｂを有している。吸気バイパス管部３Ｂは、主吸気通路３０Ａにおける吸気分岐部３３からスーパーチャージャー３５とインタークーラー３７との間部分へ接続されている。バイパス通路３０Ｂにはバイパスバルブ３８が設けられている。

排気系４は、排気ポート１９に連通し、下流端に位置するテールアウトレットに至る排気通路４０を画成する排気通路部材から構成されており、上流側から順に、排気マニホールド４１、触媒コンバータ４２及び消音器を備えている。排気マニホールド４１は、上流側の複数（本実施形態では２本）の排気枝管４１Ａと、下流側の排気集合管４１Ｂとを有している。

排気系４と吸気系３との間には、排気を吸気系３に戻して再循環させるための装置であるＥＧＲ４５（Exhaust Gas Recirculation：排気再循環）が設けられている。ＥＧＲ４５は、排気通路４０における触媒コンバータ４２の下流側から、吸気通路３０における吸気シャットバルブ３２とスロットルバルブ３４との間の吸気分岐部３３へ接続されるＥＧＲ通路４６を画定している。即ち、本実施形態のＥＧＲ４５は、低圧の排気を負圧の吸気に還流させる低圧ＥＧＲとして構成されている。ＥＧＲ通路４６には、上流側から順に、ＥＧＲクーラー４７及びＥＧＲバルブ４８が設けられている。

機関本体２は、平坦な床面上にある自動車等の車両に対し、クランク軸線１６Ｘを概ね水平とし、且つシリンダ軸線６Ｘを概ね水平とする姿勢で搭載される。具体的には、機関本体２は、吸気ポート１８が開口する第１側面８ｃが上面となり、排気ポート１９が開口する第２側面８ｄが下面となる向きで、シリンダ軸線６Ｘのシリンダヘッド８側がクランクケース９側よりも高くなる向きに若干の傾斜角度（本実施形態では５°であり、２°〜１０°が好ましい。）をもって、後部座席の下方に配置される。

以下、上記車両への搭載姿勢を基準にして上下方向を定める。機関本体２は、シリンダヘッド８を車両の前方、後方、左方、右方のいずれに向けて搭載されてもよい。以下では、説明の便宜上、機関本体２がシリンダヘッド８を車両の後方に向けて車両に搭載されるものとして、車両を基準にした前後左右の方向を用いるものとする。従って、シリンダヘッド８のヘッドカバー１１が締結される端面８ａが後面となる。

クランクケース９の下部には、機関本体２の各摺動部の潤滑に供されたオイルを回収すべく、下方に突出するオイル回収部９ａが形成されている。回収されたオイルは、別途設けられるオイルタンクに貯留される。クランクケース９の前端には、オイルタンクから送られてくるオイルをクランク室１０に設けられたオイルポンプへ供給するべく、オイル供給管の接続部９ｂが形成されている。

クランクケース９とシリンダブロック７との上面には、オイルフィルタ４９が上方に突出するように取り付けられている。シリンダブロック７の吸気側の側壁（上壁）には、ウォータージャケット２９から冷却水を排出するための冷却管接続部７ａが上方に突出するように形成されている。

次に、このような構成とされた内燃機関１のウォータージャケット２９について詳細に説明する。

図２は、図１に示される内燃機関１に空洞部として形成されるウォータージャケット２９を斜め上方から実体的に示した斜視図であり、図３は、同じくウォータージャケット２９を斜め下方から実体的に示した斜視図である。図２及び図３には、空洞部として形成されるウォータージャケット２９が実体的に示されている点に注意されたい。図１〜図３に示されるように、ウォータージャケット２９は、シリンダヘッド８に形成されたヘッドウォータージャケット５０と、シリンダブロック７に形成されたブロックウォータージャケット５５とを主要部として有している。

ヘッドウォータージャケット５０は、燃焼室凹部８ｂを後方のヘッドカバー１１側から覆うように形成されたヘッド主ジャケット５１と、排気ポート１９に対して前方のシリンダブロック７側に形成されたジャケット部分（以下、ヘッド下排気側ジャケット５２と称する。）と、排気ポート１９に対して後方のヘッドカバー１１側に形成されたジャケット部分（以下、ヘッド上排気側ジャケット５３と称する。）とを有している。ヘッド主ジャケット５１は、シリンダ軸線６Ｘ方向から見て、２つのシリンダ６に対応する形状に形成されている。ヘッド下排気側ジャケット５２は、ヘッド主ジャケット５１の前側（シリンダブロック７側）と連通している。ヘッド上排気側ジャケット５３は、ヘッド主ジャケット５１の後側（ヘッドカバー１１側）と連通している。

ブロックウォータージャケット５５は、２つのシリンダ６を一体に取り囲む１つのひょうたん形の筒状空洞部に形成されている。即ち、シリンダブロック７は互いに連結する壁によって２つのシリンダ６を画成するサイアミーズ型シリンダブロックとされており、互いに隣接する２つのシリンダ６の間にブロックウォータージャケット５５は形成されていない。

シリンダヘッド８には、ヘッドウォータージャケット５０に冷却水を導入するための導入孔５６が、シリンダヘッド８の下部（排気側）、且つシリンダ列方向において２つのシリンダ６の間に形成されている。導入孔５６は、シリンダヘッド８の後面（ヘッドカバー１１側の端面８ａ）に冷却水の入口となる導入口５６ａを開口させ、導入口５６ａから前方に向けてシリンダ軸線６Ｘと略平行に前方へ直線状に延びている。また、導入孔５６は、ヘッド上排気側ジャケット５３に連通しつつヘッド上排気側ジャケット５３を越えて更に前方へ延び、ヘッド下排気側ジャケット５２に至ってヘッド下排気側ジャケット５２に連通している。

シリンダヘッド８には、ヘッドウォータージャケット５０から冷却水を外部に排出するための２つのヘッド排出孔５７がシリンダヘッド８の上部（吸気側）に形成されている。２つのヘッド排出孔５７は、２つのシリンダ６に対応する位置に、ヘッド主ジャケット５１の上部に連通するように形成されている。本実施形態では、２つのヘッド排出孔５７のそれぞれは、対応するシリンダ６のシリンダ軸線６Ｘに上面視で整合する位置に配置されている。

シリンダヘッド８には、ヘッドウォータージャケット５０から冷却水をブロックウォータージャケット５５へ流通させるための複数の連通孔５８がシリンダヘッド８の後部（シリンダブロック７側）に形成されている。複数の連通孔５８は、ブロックウォータージャケット５５の周方向に沿って概ね一定間隔で形成されている。

シリンダブロック７の上部（吸気側）には、ブロックウォータージャケット５５から冷却水を外部に排出するためのブロック排出孔５９が形成されている。ブロック排出孔５９は、２つのヘッド排出孔５７の合計断面積よりも大きな断面積を有しており、ブロックウォータージャケット５５から上方に向けて延出し、シリンダブロック７の上面（冷却管接続部７ａ）に開口している。本実施形態では、ブロック排出孔５９は、左側のシリンダ６の上方に、且つ上面視で左側のシリンダ６のシリンダ軸線６Ｘに整合する位置に配置されている。

図３に示されるように、ヘッド上排気側ジャケット５３及びヘッド下排気側ジャケット５２の、導入孔５６が連通する下端部（排気側の端部）は、概ね一定厚さで左右に延びる板状とされている。

図４は、図３中のIV−IV線に沿って示すシリンダヘッド８の拡大断面図である。なお、図４においては、ウォータージャケット２９は空洞部として示されている点に注意されたい。図４の断面視において、導入孔５６は、ヘッド上排気側ジャケット５３及びヘッド下排気側ジャケット５２のそれぞれの板状部分に概ね直交している。ヘッド上排気側ジャケット５３の板状部分の厚さｔ１と、ヘッド下排気側ジャケット５２の板状部分の厚さとは、互いに概ね同一となっている（ｔ１≒ｔ２）。

シリンダヘッド８のヘッド上排気側ジャケット５３と導入孔５６との連通部分には、ヘッド上排気側ジャケット５３の後面を画成する壁面８ｅから前方に向けて突出する突部６０が、導入孔５６を取り囲むように円弧状に設けられている。これにより、突部６０におけるヘッド上排気側ジャケット５３の厚さｔ３は、ヘッド下排気側ジャケット５２の板状部分の厚さｔ２よりも薄くなっている（ｔ３＜ｔ２）。また、ヘッド上排気側ジャケット５３と導入孔５６との連通面積は、ヘッド下排気側ジャケット５２と導入孔５６との連通面積よりも小さくなっている。

次に、このように構成されたウォータージャケット２９における冷却水の流れについて説明する。図５は、冷却水の流れを矢印で示す、図２に対応するウォータージャケット２９の斜視図であり、図６は、冷却水の流れを矢印で示す、図３に対応するウォータージャケット２９の斜視図である。

図５及び図６に示されるように、冷却水は、導入口５６ａから導入孔５６を通ってヘッド上排気側ジャケット５３及びヘッド下排気側ジャケット５２に流入する。この際、冷却水は、ヘッド上排気側ジャケット５３及びヘッド下排気側ジャケット５２それぞれの、導入口５６ａからからの距離や導入孔５６との連通面積等に応じた流入量をもってヘッド上排気側ジャケット５３及びヘッド下排気側ジャケット５２へ流入する。ヘッド上排気側ジャケット５３及びヘッド下排気側ジャケット５２において、冷却水は左右へ流れながら上方へ流れ、ヘッド主ジャケット５１に流入する。ヘッド主ジャケット５１に流入した冷却水の一部は、ヘッド主ジャケット５１を上方へ流れ、２つのヘッド排出孔５７から外部に排出される。ヘッド主ジャケット５１に流入した冷却水の残りは、主に下側（排気側）に配置された連通孔５８を通ってブロックウォータージャケット５５に流入し、ブロックウォータージャケット５５を周回するように上方へ流れ、ブロック排出孔５９から外部に排出される。２つのヘッド排出孔５７及びブロック排出孔５９から排出された冷却水は、水温が所定値以上の場合にはラジエータへ送られて冷却され、冷却後にウォータージャケット２９に戻される。一方、水温が所定値未満の場合には、冷却水は、ラジエータへ送られることなくウォータージャケット２９に戻される。

次に、ウォータージャケット２９がこのように構成された内燃機関１の作用効果を説明する。図１、図５及び図６に示されるように、本実施形態に係る内燃機関１の冷却構造では、ウォータージャケット２９が、シリンダヘッド８の排気ポート１９に対してシリンダブロック７側に形成されたヘッド下排気側ジャケット５２と、シリンダヘッド８の排気ポート１９に対してヘッドカバー１１側に形成されたヘッド上排気側ジャケット５３とを含む。そして、導入孔５６が、シリンダヘッド８のシリンダブロック７と相反する側の端面８ａに導入口５６ａを開口させるようにシリンダヘッド８に形成され、導入口５６ａから、ヘッド上排気側ジャケット５３に連通し、且つヘッド上排気側ジャケット５３を通過してヘッド下排気側ジャケット５２に至る。そのため、導入孔５６から導入された冷たい冷却水がヘッド上排気側ジャケット５３及びヘッド下排気側ジャケット５２へ直接流れ、シリンダヘッド８の排気ポート１９側が効率的に冷却される。なお、導入孔５６がシリンダヘッド８の排気ポート１９側の第２側面８ｄに設けられていても、同様の作用効果が得られる。

また、ウォータージャケット２９は、ヘッドカバー１１側から燃焼室１４を覆うようにシリンダヘッド８に形成され、ヘッド下排気側ジャケット５２及びヘッド上排気側ジャケット５３と連通するヘッド主ジャケット５１を更に含んでいる。そして、２つのヘッド排出孔５７が、ヘッド主ジャケット５１に連通するようにシリンダヘッド８の吸気ポート１８側且つ２つのシリンダ６に対応する位置に形成されている。そのため、ヘッド上排気側ジャケット５３及びヘッド下排気側ジャケット５２を流通した冷却水が、ヘッド主ジャケット５１へ流入し、２つのヘッド排出孔５７に向けて排気側から吸気側へ、ヘッド主ジャケット５１の２つの燃焼室１４を覆う部分の両方に流れることから、シリンダヘッド８の燃焼室１４を画成する部分の両方が冷却される。

更に、導入孔５６がシリンダ列方向において２つのシリンダ６の間に配置されている。そのため、冷却水がヘッド主ジャケット５１の２つの燃焼室１４を覆う部分を均等に流れることから、シリンダヘッド８の燃焼室１４を画成する部分が、シリンダ６間でばらつくことなく均等に冷却される。

また、本実施形態では、ウォータージャケット２９は、シリンダヘッド８の少なくとも排気ポート１９側に形成された複数の連通孔５８を介してヘッド主ジャケット５１と連通するようにシリンダブロック７に形成されたブロックウォータージャケット５５を更に含んでいる。そして、ブロック排出孔５９が、ブロックウォータージャケット５５に連通するようにシリンダブロック７の吸気ポート１８側に形成されている。そのため、導入孔５６からヘッド上排気側ジャケット５３又はヘッド下排気側ジャケット５２を介してヘッド主ジャケット５１へ流入した冷却水が、排気ポート側からブロックウォータージャケット５５に流入してブロック排出孔５９に向けてブロックウォータージャケット５５を吸気側へ流れることから、シリンダブロック７も冷却される。

図４に示されるように、シリンダヘッド８のヘッド上排気側ジャケット５３と導入孔５６との連通部分には、ヘッド上排気側ジャケット５３を画成する壁面８ｅからヘッド上排気側ジャケット５３に突出する突部６０が、導入孔５６を取り囲むように設けられている。これにより、導入孔５６を流れる冷却水が、導入口５６ａに近いヘッド上排気側ジャケット５３に、ヘッド下排気側ジャケット５２よりも多く流れることが抑制され、シリンダヘッド８における排気ポート１９に対してシリンダブロック７側及びヘッドカバー１１側の両方が効率的に冷却される。

図１に示されるように、本実施形態では、車両への搭載姿勢において、シリンダブロック７は、排気ポート１９が下側となり、吸気ポート１８が上側となるように、シリンダ軸線６Ｘを概ね水平に延在させている。これにより、導入孔５６からウォータージャケット２９の下部に配置されたヘッド下排気側ジャケット５２及びヘッド上排気側ジャケット５３に流入した冷却水が、熱を吸収して上方へ流れ易くなる。そのため、内燃機関１の運転継続によって冷却水のウォータージャケット２９への導入が継続している時には、冷却水の流通が円滑になる。一方、内燃機関１の運転によって冷却水のウォータージャケット２９への導入が停止した後には、シリンダヘッド８の排気側で加熱された冷却水がウォータージャケット２９内で対流することでシリンダヘッド８の排気側の冷却が継続される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態に示される各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。

１ 内燃機関
６ シリンダ
６Ｘ シリンダ軸線
７ シリンダブロック
８ シリンダヘッド
８ａ 端面（シリンダブロックと相反する側の端面）
８ｃ 第１側面（吸気ポート側の側面）
８ｄ 第２側面（排気ポート側の側面）
８ｅ 壁面
１１ ヘッドカバー
１３ ピストン
１４ 燃焼室
１８ 吸気ポート
１９ 排気ポート
２９ ウォータージャケット
５０ ヘッドウォータージャケット
５１ ヘッド主ジャケット
５２ ヘッド下排気側ジャケット
５３ ヘッド上排気側ジャケット
５５ ブロックウォータージャケット
５６ 導入孔
５６ａ 導入口
５７ ヘッド排出孔
５８ 連通孔
５９ ブロック排出孔
６０ 突部

Claims (6)

1. 少なくとも１つのシリンダを画成するシリンダブロックと、
   前記少なくとも１つのシリンダに摺動可能に設けられる少なくとも１つのピストンと、
   前記シリンダブロックの一端に結合され、前記少なくとも１つのピストンとの間に少なくとも１つの燃焼室を画成すると共に、前記少なくとも１つの燃焼室と連通する吸気ポート及び排気ポートを画成するシリンダヘッドと、
   前記シリンダヘッドの前記シリンダブロックと相反する側の端面に結合されるヘッドカバーと、
   少なくとも前記シリンダヘッドに形成されたウォータージャケットと、
   前記ウォータージャケットに冷却水を導入する導入孔と、
   前記ウォータージャケットから冷却水を排出する少なくとも１つの排出孔とを備え、
   前記ウォータージャケットが、
   前記シリンダヘッドの前記排気ポートに対して前記シリンダブロック側に形成されたヘッド下排気側ジャケットと、
   前記シリンダヘッドの前記排気ポートに対して前記ヘッドカバー側に形成されたヘッド上排気側ジャケットとを含み、
   前記導入孔が、前記シリンダヘッドの前記排気ポート側の側面又は前記シリンダヘッドの前記端面に導入口を開口させるように前記シリンダヘッドに形成され、前記導入口から、前記ヘッド上排気側ジャケットに連通し、且つ前記ヘッド上排気側ジャケットを通過して前記ヘッド下排気側ジャケットに至ることを特徴とする内燃機関の冷却構造。
2. 前記少なくとも１つのシリンダが２つのシリンダを有し、
   前記ウォータージャケットが、前記ヘッドカバー側から前記燃焼室を覆うように前記シリンダヘッドに形成され、前記ヘッド下排気側ジャケット及び前記ヘッド上排気側ジャケットと連通するヘッド主ジャケットを更に含み、
   前記少なくとも１つの排出孔が、前記ヘッド主ジャケットに連通するように前記シリンダヘッドの前記吸気ポート側、且つ前記２つのシリンダに対応する位置に形成された２つのヘッド排出孔を含むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却構造。
3. 前記導入孔が、シリンダ列方向において前記２つのシリンダの間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の冷却構造。
4. 前記ウォータージャケットが、前記シリンダヘッドの少なくとも前記排気ポート側に形成された複数の連通孔を介して前記ヘッド主ジャケットと連通するように前記シリンダブロックに形成されたブロックウォータージャケットを更に含み、
   前記少なくとも１つの排出孔が、前記ブロックウォータージャケットに連通するように前記シリンダブロックの前記吸気ポート側に形成されたブロック排出孔を更に含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の内燃機関の冷却構造。
5. 前記シリンダヘッドの前記ヘッド上排気側ジャケットと前記導入孔との連通部分には、前記ヘッド上排気側ジャケットを画成する壁面から前記ヘッド上排気側ジャケットに突出する突部が、前記導入孔を取り囲むように設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の内燃機関の冷却構造。
6. 車両への搭載姿勢において、前記シリンダブロックが、前記排気ポートが下側となり、前記吸気ポートが上側となるように、シリンダ軸線を概ね水平に延在させていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の内燃機関の冷却構造。

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