特許 7582889 多気筒内燃機関

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】多気筒内燃機関

(51)【国際特許分類】

   F02F 1/10 20060101AFI20241106BHJP

   F02F 1/14 20060101ALI20241106BHJP

   F02F 1/36 20060101ALI20241106BHJP

   F01P 3/02 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

F02F1/10 B

F02F1/14 D

F02F1/36 Z

F01P3/02 A

F01P3/02 M

F01P3/02 G

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021046589

(22)【出願日】2021-03-19

(65)【公開番号】P2022145263

(43)【公開日】2022-10-03

【審査請求日】2024-02-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099966

【弁理士】

【氏名又は名称】西 博幸

(74)【代理人】

【識別番号】100134751

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 隆一

(72)【発明者】

【氏名】岡林 大輔

【審査官】鶴江 陽介

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０６８７３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６０－１９０６４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０８５３５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｆ １／１０－１／３６

Ｆ０１Ｐ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれ冷却水ジャケットが形成されたシリンダブロックとシリンダヘッド、及び、前記シリンダブロックとシリンダヘッドとを固定するヘッドボルトの群を備えており、
クランク軸線方向を前後方向、前記クランク軸線及びシリンダボア軸心と直交した方向を左右方向として、前記ヘッドボルトの群は、ボア間部を挟んだ左右両側の部位とその前後両側の部位とに、前後方向に一直線に並んで等間隔で配置されている一方、
前記シリンダヘッドの冷却水ジャケットでは、冷却水が主として気筒列を横切る方向に流れるようになっている構成であって、
前記シリンダブロックのうち前記冷却水ジャケットを挟んで吸気側又は排気側に位置した部位に、前記シリンダヘッドの冷却水ジャケットに冷却水を送る冷却水分配通路が、前記シリンダブロックの冷却水ジャケットの外側において気筒列方向に長い姿勢で配置されており、
前記シリンダブロックの前記冷却水分配通路と前記シリンダヘッドの冷却水ジャケットとが、前後に隣り合った前記ヘッドボルトの間においてそれぞれ前後複数の箇所において互いに連通している、
多気筒内燃機関。

【請求項2】

前記シリンダヘッドの冷却水ジャケットは、前記冷却水分配通路との連通部を有する下段ヘッドジャケットと、前記下段ヘッドジャケットから送水される上段ヘッドジャケットとの２段方式になっている一方、
前記冷却水分配通路は、１つの冷却水入口を備えて、前記冷却水入口から離れるほど断面積が小さくなっている、
請求項１に記載した多気筒内燃機関。

【請求項3】

前記シリンダヘッドに設けた冷却水ジャケットのうち前記冷却水分配通路と連通した各部位は、冷却水が左右方向の方向性を持ってセンター部に向うように左右長手に形成されている、
請求項１又は２に記載した多気筒内燃機関。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、水冷式の多気筒内燃機関に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ガソリン機関やディーゼル機関のような内燃機関では、冷却手段として水冷式が多く採用されている。水冷式には幾通りかの冷却パターンがあり、シリンダブロックのウォータポンプから連通穴を介してシリンダヘッドの冷却水ジャケットに通水していることが多いが、単に冷却水をシリンダブロックの冷却水ジャケットからシリンダヘッドの冷却水ジャケットに流すだけの構成では、シリンダブロックが過冷却される等の問題がある。そこで、様々な改善策が提案されている。

【0003】

その例として特許文献１には、シリンダブロックの冷却水ジャケットのうち気筒列方向に長い一方の部位に位置した第１ジャケットと、シリンダヘッドの冷却水ジャケットとを、各気筒に対応した複数ずつの箇所において連通させることが開示されている。

【0004】

特許文献１では、冷却水の多くはシリンダブロックの冷却水ジャケットを循環せずに、第１ジャケットからシリンダヘッドに向かっており、従って、シリンダヘッドにできるだけ温度が低い冷却水を送水してシリンダヘッドの冷却性を向上できると共に、シリンダブロックの冷却水ジャケットへの送水量を抑制してシリンダブロックの（気筒の）過冷却を抑制できるといえる。

【0005】

他方、他の改善策として、冷間始動時のシリンダブロックの過冷却防止を主目的として、シリンダブロックの冷却水ジャケットへの送水経路とシリンダヘッドの冷却水ジャケットへの送水経路とを別系統として、温度によって開閉するサーモバルブや電磁式のバルブにより、冷間運転時に、シリンダブロックの冷却水ジャケットへの送水を停止して、シリンダブロックの冷却水ジャケットのみに送水する２系統冷却システムも提案されている。

【0006】

また、シリンダブロックの冷却水ジャケットにスペーサを嵌め入れて、冷却水が主として冷却水ジャケットの上部を流れるように設定することも行われている。この場合は、シリンダブロックの冷却水ジャケットでは、中位部及び下部では冷却水が気筒の保温機能を発揮して、気筒の過冷却を抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０２０－４１４８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１の構成は、ウォータポンプから圧送された冷却水のうち相当の割合がシリンダブロックの第１ジャケットからシリンダヘッドの冷却水ジャケットに流れるため、上記のとおり、シリンダヘッドの冷却性向上効果とシリンダブロックの過冷却抑制効果を享受できるとはいえるが、冷却水がシリンダブロックの冷却水ジャケットを経由してシリンダヘッドの冷却水ジャケットに流れることは従来と同様であるため、シリンダブロックの（気筒の）過冷却防止効果を十分に果たしているか否か、疑問が残る。

【0009】

更に述べると、ウォータポンプから圧送された冷却水はシリンダブロックの第１ジャケットに送られるため、シリンダブロックは第１ジャケットの箇所で強い水流に晒されることになり、従って、シリンダブロックが第１ジャケットの箇所において過剰に冷却されるおそれがあると推測される。

【0010】

他方、２系統冷却方式では、冷間始動時におけるシリンダブロックの過冷却は防止できるが、構造が複雑化する問題がある。また、冷間運転を脱した後の通常運転状態では、冷却水はシリンダブロックのシリンダヘッドを経由してシリンダヘッドの冷却水ジャケットに流れるため、通常運転状態でシリンダブロックが過冷却される可能性は残っている。

【0011】

スペーサによって整流する方式も同様であり、冷却水がシリンダブロックの冷却水ジャケットを経由してシリンダヘッドの冷却水ジャケットに流入していることに変わりはないため、シリンダブロックの冷却水ジャケットでの流水の制御には限界があり、シリンダブロックを冷却水によって的確に冷却保温できるには至ってないと思料される。また、スペーサは別部材であるため、それだけコストが嵩むのみならず内燃機関の組み立ての手が増大する問題もある。

【0012】

本願発明はこのような現状を契機に成されたもので、簡単な構造によってシリンダヘッドとシリンダブロックとを過不足なく冷却できる技術を開示せんとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本願発明は多気筒内燃機関に関するもで、この多気筒内燃機関は、
「それぞれ冷却水ジャケットが形成されたシリンダブロックとシリンダヘッド、及び、前記シリンダブロックとシリンダヘッドとを固定するヘッドボルトの群を備えており、
クランク軸線方向を前後方向、前記クランク軸線及びシリンダボア軸心と直交した方向を左右方向として、前記ヘッドボルトの群は、ボア間部を挟んだ左右両側の部位とその前後両側の部位とに、前後方向に一直線に並んで等間隔で配置されている一方、
前記シリンダヘッドの冷却水ジャケットでは、冷却水が主として気筒列を横切る方向に流れる（横流れする）ようになっている」
という基本構成である。

【0014】

そして、上記基本構成において、
「前記シリンダブロックのうち前記冷却水ジャケットを挟んで吸気側又は排気側に位置した部位に、前記シリンダヘッドの冷却水ジャケットに冷却水を送る冷却水分配通路が、前記シリンダブロックの冷却水ジャケットの外側において気筒列方向に長い姿勢で配置されており、
前記シリンダブロックの前記冷却水分配通路と前記シリンダヘッドの冷却水ジャケットとが、前後に隣り合った前記ヘッドボルトの間においてそれぞれ前後複数の箇所において互いに連通している」
という特徴を有している。

【0015】

本願発明において、シリンダヘッドの冷却水ジャケットにおいて冷却水は主として横流れするが、吸気側から排気側に向けて横流れするのが好ましい。また、シリンダヘッドにおける冷却水ジャケットの冷却水出口は、気筒列方向の一端に設けていることが多いので、この場合は、最終的には気筒列方向に縦流れして冷却水出口から排出することになる。従って、本願発明は、冷却水が気筒列方向に縦流れすることを排除するものではない。

【0016】

また、本願発明において、冷却水分配通路がシリンダブロック自体に形成されていることは当然に含まれるが、シリンダブロックに沿って配置した部材を冷却水分配通路として使用することも含んでいる。また、冷却水分配通路は、実施形態のように全長に亙って上向きに開口した溝状の形態である必要はなく、シリンダヘッドの冷却水ジャケットとの連通部のみを上向きに開口させたトンネル状の形態も採用できる。

【0017】

なお、シリンダブロックの冷却水ジャケットには、冷却水分配通路から適量を通水させてもよいし、シリンダブロックの冷却水ジャケットから適量を噴出させてもよい。或いは、両者を兼用してもよい。いずれにしても、シリンダブロックの冷却水ジャケットへの通水量は、シリンダヘッドの冷却水ジャケットへの通水量に比べて僅かで足りる。

【0018】

本願発明は、様々に展開できる。その例として請求項２では、
「前記シリンダヘッドの冷却水ジャケットは、前記冷却水分配通路との連通部を有する下段ヘッドジャケットと、前記下段ヘッドジャケットから送水される上段ヘッドジャケットとの２段方式になっている一方、
前記冷却水分配通路は、１つの冷却水入口を備えて、前記冷却水入口から離れるほど断面積が小さくなっている」
という構成になっている。

【0019】

請求項２において、冷却水入口の位置は気筒列方向の一端又は他端のような端部に設けてもよいし、一端と他端との間の中途部に設けてもよい。冷却水入口を冷却水分配通路の一端部に設けた場合は、断面積は一端部から他端部に向けて小さくなり、冷却水入口を中途部に設けた場合は、断面積は冷却水入口から一端部と他端部とに向けて小さくなる。

【0020】

また、冷却水分配通路の断面積が漸次小さくなる態様としては、平面視での幅を変化させるケースと、深さを変化させるケースと、幅と深さとの両方を変化させるケースとがあるが、幅を変化させると機関が大型化するので、深さを変化させるのが好ましい。
請求項３の発明は、請求項１又は２において、
「前記シリンダヘッドに設けた冷却水ジャケットのうち前記冷却水分配通路と連通した各部位は、冷却水が左右方向の方向性を持ってセンター部に向うように左右長手に形成されている」
という構成になっている。

【発明の効果】

【0021】

本願発明では、シリンダヘッドの冷却水ジャケットには、シリンダブロックの冷却水ジャケットを経由していない冷却水が送水されるため、シリンダブロックの冷却系統とシリンダヘッドの冷却系統とは別系統になっている。従って、シリンダヘッドの冷却水ジャケットには、シリンダブロックの冷却水ジャケットとは関係なく、温度が低い冷却水を必要な量だけ送水できる。その結果、シリンダヘッドの冷却を的確に行える。

【0022】

一方、シリンダブロックの冷却水ジャケットには、シリンダヘッドと冷却水ジャケットとは関係なく通水できるので、気筒の上部は冷却して気筒の中位部及び下部は冷却水で保温することを的確に行える。従って、気筒の局部的な過剰昇温を防止してノッキングを抑制しつつ、オイルの温度を高めてピストンの摺動抵抗を低減し、燃費の向上に貢献できる。

【0023】

そして、シリンダブロックからの放熱を抑制できるため、機関及び冷却水の早期昇温を促進して、燃費の向上に貢献できると共に、触媒を早期活性化して排気ガスの浄化性能向上も図ることができる。自動車用の内燃機関でヒータの熱源に冷却水を利用している場合、ヒータの効きを良くすることができる利点もある。

【0024】

また、２系統冷却システムのような弁装置は不要であり、また、シリンダブロックの冷却水ジャケットにスペーサを配置する必要もない。従って、構造を複雑化することなく上記の効果を享受できる。

【0025】

更に、シリンダヘッドの冷却水ジャケットと冷却水分配通路とは気筒列方向に離れた複数の箇所で連通しているため、シリンダヘッドの冷却水ジャケットでは、横流れの水流を複数形成できる。従って、シリンダヘッドの冷却水ジャケットに冷却水をまんべんなく流して、冷却むらを無くすことができる。また、本願発明では、各気筒に対応して連通部が複数ずつ設けられていることにより、横流れの水流を多数形成できるため、冷却の均一化を更に向上できる。特に、請求項３の構成を採用すると、シリンダヘッドのシリンダブロックでの冷却水ジャケットの横流れを促進できて好適である。

【0026】

冷却水分配通路において、冷却水は直進性を持って流れるため、冷却水は冷却水分配通路の端部に向かう傾向を呈するが、請求項２のように、冷却水分配通路を冷却水入口から離れるに従って断面積が小さくなる構成を採用すると、各連通部の箇所での水圧を均等化して各連通部の通水量を均一化できるため、シリンダヘッドの冷却水ジャケットでの冷却水の流れの均一化に更に貢献できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】実施形態に係る冷却水ジャケットの分離平面図である。

【図2】積層した冷却水ジャケット群の平面図である。

【図3】積層した冷却水ジャケット群の斜視図である。

【図4】（Ａ）はシリンダブロックの部分平面図、（Ｂ）は積層した冷却水ジャケット群の側面図である。

【図5】（Ａ）は積層した冷却水ジャケット群の後面図、（Ｂ）はシリンダブロックの冷却水ジャケット及び冷却水分配通路の斜視図である。

【図6】シリンダブロックの平面図である。

【図7】（Ａ）は図６のVIIA-VIIA視断面図、（Ｂ）は図６のVIIB-VIIB視断面図である。

【図8】変形例を示す図で、（Ａ）は分離平面図、（Ｂ）は積層状態での平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、方向を特定するため前後・左右の文言を使用しているが、前後方向はクランク軸線方向であり、左右方向は、クランク軸線及びシリンダボア軸線と直交した方向である。前と後ろについては、タイミングチェーンが配置される側を前、変速機が配置される側を後ろとしている。

【0029】

(1).基本構造
本実施形態は、自動車用の３気筒ガソリンエンジンに適用しており、まず、図１～７に示す基本形を説明する。

【0030】

図７に示すように、エンジンは、シリンダブロック１と、その上面にガスケット２を介して固定されたシリンダヘッド３とを備えている。シリンダヘッド３の上面には、図示しないヘッドカバーが固定されている。図６に示すように、シリンダブロック１には、３つのシリンダボア４がクランク軸線方向に並んで形成されている。

【0031】

シリンダヘッド３には、シリンダボア４に対応した下向き開口の燃焼室（凹所）５が形成されており、燃焼室５に点火プラグ５ａの電極が露出している。また、燃焼室５には、図示しない前後一対の吸気ポートの終端と、前後一対の排気ポートの始端とが開口している。敢えて説明するまでもないが、吸気ポートの始端はシリンダヘッド３の吸気側面に開口している。他方、一対ずつの排気ポートは１つの排気集合通路に集合しており、排気集合通路は１つの排気出口を介してシリンダヘッド３の排気側面に開口している。排気出口は、平面視で中間部のシリンダボア４の左右側方に開口している。

【0032】

図７（Ｂ）のとおり、シリンダヘッド３はヘッドボルト６の群によってシリンダブロック１に固定されている。例えば図１に示すように、ヘッドボルト６は、気筒列を挟んだ両側でかつ各シリンダボア４を囲う位置に配置されている。従って、前後中間部に位置した左右２本ずつのヘッドボルト６は、隣り合ったシリンダボア４の間のボア間部７の左右側方に配置されている。

【0033】

図６に明示するように、シリンダヘッド２には、冷却水が通る冷却水ジャケット８を設けている。以下では、便宜的に、シリンダブロック１の冷却水ジャケット８をブロックジャケットと呼ぶこととする。ブロックジャケット８は、平面視では、気筒列を囲うループ形状に形成されており、ボア間部７の箇所では、当該ボア間部７に向けて入り込んだ凹入部８ａになっている。

【0034】

ブロックジャケット８を設けたことにより、気筒９が形成されている。ボア間部７の上部には、これを前後に２分するようにスリット１０が形成されている。従って、ブロックジャケット８のうち気筒列の長手中心線を挟んで左右に位置した凹入部８ａの上部は、スリット１０を介して互いに連通している。

【0035】

シリンダブロック１の上面のうちブロックジャケット８を挟んだ一方の長手側部（吸気側の長手側部）に、前後長手の冷却水分配通路（吐出通路）１１が形成されている。冷却水分配通路１１とブロックジャケット８のうち各気筒９に対応した３か所とが、シリンダブロック１の上面に形成した細いスリット状の下ジェット通路１２を介して連通している。

【0036】

他方、例えば図３～５から容易に理解できるように、シリンダヘッド３には、下段の冷却水ジャケット１３と上段の冷却水ジャケット１４とが形成されており、下段の冷却水ジャケット１３に冷却水分配通路１１から送水され、更に、下段の冷却水ジャケット１３から上段の冷却水ジャケット１４に送水される。以下では、便宜的に、シリンダヘッド３における下段の冷却水ジャケット１３を下段ヘッドジャケット１３と呼び、上段の冷却水ジャケット１４を上段ヘッドジャケット１４と呼ぶこととする。

【0037】

(2).冷却水分配通路とブロックジャケット
図６に示すように、冷却水分配通路１１は平面視では前後方向にほぼ一直線状に延びる長溝状に形成されているが、中間部の１本のヘッドボルト６の箇所では、ヘッドボルト６を設ける肉部を逃がすための内向き部１５を設けたことによって溝幅が狭くなっている。

【0038】

他方、側面視では、図３，４（Ｂ）に示すように、冷却水分配通路１１は、前（一端）から後ろ（他端）に向けて深さが浅くなっており、かつ、前端部には下向き張り出し部１１ａを設けており、下向き張り出し部１１ａに、図示しないウォータポンプの吐出通路と連通した冷却水入口１６が位置している。

【0039】

なお、ウォータポンプはクランク軸によって駆動される方式でもよいし、電動式でもよい。クランク軸で駆動される場合は、補機駆動ベルトで駆動されるので、必然的にシリンダブロック１の前部に配置される。従って、本実施形態のようにウォータポンプの吐出通路１６をブロックジャケット８の前部に配置すると、クランク軸で駆動されるウォータポンプにも簡単に対応できる。

【0040】

図５（特に分図（Ｂ）参照）において、ブロックジャケット８の形態を明示している。図５と図４とから理解できるように、ブロックジャケット８は、ボア間部７に対応した前後左右の２か所の凹入部８ａと、前後両端の左右２か所ずつの部位８ｃとの合計８か所において深底部になって、隣り合った深底部８ａ，８ｃの間では浅底部８ｂになっている（凹入部８ａは深底部でもあるので、深底部にも符号８ａを付している。）。別の視点から見ると、ヘッドボルト６の内側の箇所で深底部８ａ，８ｃになっている。

【0041】

水平方向から見た状態で、深底部８ａ，８ｃの下端は若干の平坦面になっているものの、基本的には湾曲した形状に近くなっている。浅底部８ｂの下端はある程度の範囲で平坦になっている。いずれにしても、深底部８ａ，８ｃと浅底部８ｂとの連接部は丸みを帯びており、両者は滑らかに連続している。図４に示すように、浅底部８ｂの深さＨ２は、深底部８ａ，８ｃの深さＨ１の半分とほぼ同じかやや小さくなっている。

【0042】

また、シリンダボア４との関係でみると、深底部８ａ，８ｃの深さＨ１はシリンダボア４の直径Ｄとほぼ同じか僅かに大きくなっており、浅底部８ｂの深さＨ２は、シリンダボア４の半径Ｒとほぼ同じかやや小さくなっている。図７（Ｂ）に一点鎖線で示すように、少なくともボア間７の箇所に位置した深底部８ａをボア間部７のスリット１０よりも下方の部位において幅狭に形成してもよい。

【0043】

ブロックジャケット８の後端部のうち吸気側にずれた部位に、外向きに突出したリアはみ出し部１７を形成している。図５（Ｂ）において、リアはみ出し部１７を含む平面視四角形（左右長手の長方形）のエリアを一点鎖線で表示しているが、この部位が冷却水出口部１８になっている。

【0044】

図１から最も理解し易いと解されるが、シリンダヘッド３の後部に、上下ヘッドジャケット１３，１４に接続された排水通路１９から吸気側に分岐して下段ヘッドジャケット１３に向かうバイパス通路２０が接続されており、バイパス通路２０の上流端に、下段ヘッドジャケット１３に近接した状態で角柱状の中継部２０ａが形成されて、中継部２０ａが、ブロックジャケット８の冷却水出口部１８に上から連通している。（図７（Ｂ）に示すガスケット２には、中継部２０ａと冷却水出口部１８とを連通させる連通穴（図示せず）が空いている。）。

【0045】

従って、ブロックジャケット８に流入した冷却水は、その後端部から排出されて、下段ヘッドジャケット１３から排出された冷却水と一緒に配水部（図示せず）に向かう。図３及び図４では、バイパス通路２０と中継部にハッチングを施して形態を明示している。この図のとおり、バイパス通路２０は円形になっている。

【0046】

図１や図５に示すように、ブロックジャケット８のうち排気側の部位でかつ前端寄りの部位に、フロントはみ出し部２１を設けている。例えば図６に示すように、既述の下ジェット通路１２は、シリンダボア４における左右長手の中心線２２の延長線上に位置している。但し、下ジェット通路１２は、中心線２２を挟んだ前後両側に２本ずつ形成するなど、様々なバリエーションを採用できる。

【0047】

(3).ヘッドジャケットの概要
次に、シリンダヘッド３の冷却水ジャケットを説明する。先に図面について補足説明しておくに、図２において、右上がりのハッチングで表示しているのは下段ヘッドジャケット１３であり、右下がりのハッチングで表示しているのはブロックジャケット８である。ハッチングを施していない部分は上段ヘッドジャケット１４である。ヘッドボルト６は点線のハッチングで表示している。

【0048】

更に、図面について補足説明しておくと、図３，４，５（Ａ）では、下段ヘッドジャケット１３と上段ヘッドジャケット１４との境界、及び、下段ヘッドジャケット１３とブロックジャケット８及び冷却水分配通路１１との境界を太線で表示している。

【0049】

例えば図１から容易に理解できるように、下段ヘッドジャケット１３及び上段ヘッドジャケット１４は、プラグホール用肉部２３、バルブ配置用肉部２４、ヘッドボルト配置用肉部２５，２６などを回避して形成されている。プラグホール用肉部２３及びバルブ配置用肉部２４は、実際には穴が空いていて筒状になっているが、図では簡略化して全体を肉部として表示している。

【0050】

なお、例えば図２から理解できるように、上段ヘッドジャケット１４及び下段ヘッドジャケット１３とも平坦ではなく、各部位において高低差が存在している。従って、図における上段ヘッドジャケット１４と下段ヘッドジャケット１３とは、厳密には、冷却水ジャケットを平面方向から見た投影図になっている。

【0051】

図１から理解できるように、下段ヘッドジャケット１３及び上段ヘッドジャケット１４とも、気筒列の中心線に沿って前後方向に延びるセンタージャケット部１３ａ，１４ａと、センタージャケット部１３ａ，１４ａと一体に連続して前後方向に長く延びる排気側ジャケット部１３ｂ，１４ｂと、センタージャケット部１３ａ，１４ａから半島状の状態で突出した左右長手の吸気側ジャケット部１３ｃ，１４ｃとを備えている。上下の排気側ジャケット部１３ｂ，１４ｂは、排気ポートや排気集合通路を挟んで上下に分離している。

【0052】

排気側ジャケット部１３ｂ，１４ｂが前後方向に長く延びているのは、排気ポートに連通した排気集合通路が前後方向に長く延びていることに対応している。上下ヘッドジャケット１４，１３の後端に出口ポート１９ａ，１９ｂが後ろ向きに突出しており、上下の出口ポート１９ａ，１９ｂは既述の排水通路１９に集合している。また、既述のとおり、排水通路１９にはバイパス通路２０も集合している。排水通路１９は、請求項に記載した戻り通路の一部を成している。

【0053】

なお、排水通路１９は図示しない配水制御部に接続されており、配水制御部からラジエータやヒータコアなどの熱交換部に分岐している。各熱交換部を経由した冷却水は、管路を介してウォータポンプに吸引される。また、配水制御部には、低温時に冷却水をウォータポンプにダイレクトに戻す管路も接続されている。

【0054】

図１の比較から理解できるように、上段ヘッドジャケット１４の吸気側ジャケット部１４ｃの突出量は僅かであるのに対して、下段ヘッドジャケット１３の吸気側ジャケット部１３ｃは、平面視で冷却水分配通路１１に重なる位置まで大きく突出しており、冷却水分配通路１１から下段ヘッドジャケット１３の吸気側ジャケット部１３ｃの先端部に、ガスケット２に空いた連通穴を介して冷却水が送水されている。従って、吸気側ジャケット部１３ｃが冷却水分配通路１１との連通部になっている。図１，６に、吸気側ジャケット部１３ｃと冷却水分配通路１１との連通部２７を網かけで表示している。

【0055】

(4).ヘッド内の冷却水の流れ
これらの点を更に正確に説明する。図１に明示するように、２箇所のボア間部７から突出した２つの吸気側ジャケット部１４ｃはヘッドボルト６を避けて二股に分岐しており、その先端部がそれぞれ冷却水分配通路１１と連通している。また、前端に位置した吸気側ジャケット部１３ｃは単純な左右長手の形態になっており、その先端部が冷却水分配通路１１の前端部に連通している。

【0056】

他方、後端に位置した吸気側ジャケット部１３ｃは、左右長手の部分の先端に前後長手の部分を接続されて排気ポートの群等を囲うようにＬ形に曲がっており、その先端部が冷却水分配通路１１の後端部に連通している。後端に位置した吸気側ジャケット部１３ｃも単純な左右長手の形態に形成することは可能であるが、図示のようにＬ形に形成すると、冷却水分配通路１１を短くしてコンパクト化できる利点がある。図３や図５（Ａ）に示すように、下段ヘッドジャケット１３の各吸気側ジャケット部１３ｃは、センタージャケット部１３ａから段落ちした状態に形成されている。

【0057】

いずれにしても、下段ヘッドジャケット１３の吸気側ジャケット部１３ｃは、半島状に細長く延びてブロックジャケット８の吸気側部分を跨いでおり、これによって下段ヘッドジャケット１３と冷却水分配通路１１とが前後複数箇所で連通している。この点、本実施形態の大きな特徴の１つである。

【0058】

下段ヘッドジャケット１３の吸気側ジャケット部１３ｃは、プラグホール用肉部２３の前後両側に位置しており、各吸気側ジャケット部１３ｃに流入した冷却水は、各肉部を避けて排気側に横流れしていき、排気側ジャケット部１３ｂで後ろ向きに縦流れてして出口ボート１９ａに流れ込む。

【0059】

この場合、図１に示すように、下段ヘッドジャケット１３におけるセンタージャケット部１３ａのうち、ボア間部７の上に位置した部位に、吸気側に向けて突出した整流ボス部２８を形成している。従って、ボア間部７の箇所に位置した２つの吸気側ジャケット部１３ｃから排気側に向かう水流は、整流ボス部２８によって前部に分岐してから排気側に向かう。

【0060】

このように整流ボス部２８を設けたのは、ボア間部７の上方部に肉部がないことから、横流れの水流がセンタージャケット部１３ａを素通りしてしまうことを防止するためである。排気側でかつボア間部７の箇所に位置したヘッドボルト配置用肉部２５は、吸気側に向けて突出するように平面視く字形に形成されている。従って、冷却水がヘッドボルト配置用肉部２５を通過するに当たって水流は流速を増しており、これにより、冷却水を排気側ジャケット部１３ｂにまんべんなく流して、排気ポートや排気集合通路をしっかりと冷却できる。

【0061】

下段ヘッドジャケット１３のセンタージャケット部１３ａと上段ヘッドジャケット１４のセンタージャケット部１４ａとは、図１，２に示すように、平面視で気筒列中心線上に位置した連通穴２９を介して互いに連通している。連通穴２９は、プラグホール用肉部２３を挟んだ前後両側に位置しており、ボア間部７の上方の箇所では、連通穴３２は整流ボス部２８の箇所に位置している。もとより、連通穴２９の位置は任意に設定できる（例えば、上段ヘッドジャケット１４における吸気側ジャケット部１４ｃの箇所で連通させてもよい。）。

【0062】

上段ヘッドジャケット１４では、冷却水は、センタージャケット部１４ａから排気側ジャケット部１４ｂに向けて横流れしていき、排気側ジャケット部１４ｂにおいて、出口ポート１９ｂに向けて縦流れしていく。また、連通穴２９が気筒列中心線上に位置しているため、冷却水の一部は吸気側に向かい、反射してから排気側ジャケット部１４ｂに向かう。従って、吸気側の部位が過冷却されることを防止できる。なお、図１，２に示すように、排気側でかつ後端に位置したヘッドボルト配置用肉部２６にはオイル落とし穴３０が空いている。

【0063】

そして、下段ヘッドジャケット１３においては、半島状に形成された各吸気側ジャケット部１３ｃからそれぞれ横流れの水流が形成されるため、下段ヘッドジャケット１３のセンタージャケット部１３ａをまんべんなく均一に冷却できる。

【0064】

(5).気筒の冷却構造
図６を参照して説明したように、シリンダヘッド３におけるボア間部７の上部には、これを前後に分断するスリット１０が形成されている。図７（Ｂ）に示すように、スリット１０は上からフライスカッターを降ろすことによって加工さている。従って、その下面は、正面視で下向きに膨れた（上向きに凹んだ）円弧の形状になっている。

【0065】

そして、図７（Ｂ）に示すように、シリンダヘッド３のうちボア間部７の上方の部位に、下段ヘッドジャケット１３のセンタージャケット部１３ａから冷却水をスリット１０に向けて噴出する左右一対の上ジェット通路（冷却水噴出穴）３１を形成している。ガスケット２には連通穴２ａが空いている。左右の上ジェット通路３１は、正面視で逆ハ字を成すように傾斜している。かつ、両者の延長線が交叉しないように設定している。

【0066】

シリンダヘッド３において、冷却水は下段ヘッドジャケット１３から上段ヘッドジャケット１４に流れており、従って、上段ヘッドジャケット１４よりも下段ヘッドジャケット１３において水圧は高くなっている。また、ブロックジャケット８と下段ヘッドジャケット１３とを比べると、冷却水分配通路１１から下段ヘッドジャケット１３に向かう水量が圧倒的に多く、ブロックジャケット８よりも下段ヘッドジャケット１３の水圧が高くなっている。従って、下段ヘッドジャケット１３の冷却水は、上ジェット通路３１からスリット１０に向けて高圧で噴射される。従って、できるだけ少ない水量でボア間部７をしっかりと冷却できる。

【0067】

本実施形態では、ブロックジャケット８には、冷却水は、シリンダヘッド３に形成した上ジェット通路３１と、シリンダブロック１に形成した下ジェット通路１２とから送られるのみであり、他にブロックジャケット８への送水部は存在しない。シリンダヘッド３の下段ヘッドジャケット１３に対する冷却水の送り量とブロックジャケット８に対する冷却水の送り量とは、おおよそ１０：１の割合になっている。

【0068】

上下ジェット通路３１，１２の通水割合は任意に設定できるが、ボア間部７を冷却する必要性が勝っているので、上ジェット通路３１からの送水量が多いのが好ましい。上ジェット通路３１を流れる冷却水の温度は、下ジェット通路１２を流れる冷却水の温度よりも高いので、ボア間部７をしっかりと冷却するためには、大部分が上ジェット通路３１から送水されるように設定するのが好ましいといえる。図７（Ｂ）において符号３２で示すのは、シリンダヘッド３の鋳造に際して中子を安定させるために設けた足部の名残の水足である。

【0069】

(6).変形例（図８）
図８の変形例では、下段ヘッドジャケット１３の吸気側ジャケット部１３ｃは、各シリンダボア４の側方において、吸気ポートの対の下方に位置したブリッジ３３を介して連続している。従って、前後一対の吸気ポートが配置されている各肉部３５は、吸気側ジャケット部１３ｃによって上下左右から囲われている。

【0070】

そして、下段ヘッドジャケット１３のブリッジ部３３と下段ヘッドジャケット１３の吸気側ジャケット部１４ｃとが、吸気ポートの間を通るポート間通路３４によって連通している。ポート間通路３４の下端は、シリンダボア４に寄せられている。従って、吸気ポートの下流端部やバルブシートに対する冷却性がアップしている。

【0071】

また、この変形例では、ブリッジ部３３の前後中間部にも連通部２７を形成している。従って、図１～７の実施形態に比べて、連通部２７の数が２つ増えている。図３，４では、下段ヘッドジャケット１３の吸気側ジャケット部１３ｃは、図８の形態になっている。

【0072】

(7).まとめ
本実施形態は以上の構成であり、ブロックジャケット８への通水量がヘッドジャケット１３，１４への通水量に比べて格段に少ないため、冷却水を利用して気筒を保温できる。これにより、オイルの温度を上げてピストンの摺動抵抗を低減し、燃費の向上に貢献できる。

【0073】

シリンダブロック１に比べてシリンダヘッド３は高温になるが、ヘッドジャケット１３，１４への通水量は多いため、シリンダヘッド３の冷却はしっかりと行える。また、気筒９の上部は上下のジェット通路３１，１２から噴射した冷却水によって的確に冷却できる。従って、冷却すべき箇所はしっかりと冷却して、ノッキングの抑制等に貢献できる。

【0074】

また、シリンダブロック１からの放熱が抑制されて機関及び冷却水の早期昇温を促進できるため、燃費の向上に貢献できると共に、触媒を早期活性化して排気ガスの浄化性能向上も図ることができる。ヒータの効きもよい。そして、バルブは不要であるため構造は簡単であり、それだけコストを抑制できる。

【0075】

冷却水分配通路１１は前後に長くて前後複数箇所から下段ヘッドジャケット１３に送水されているため、下段ヘッドジャケット１３の全体に冷却水を均等に配分できる。従って、シリンダヘッド３の冷却むらを無くすことができる。

【0076】

冷却水分配通路１１に冷却水入口１８から流入した冷却水は、その一部は前端の連通部２７にそのまま流入する一方、大部分は前向きに方向変換してから各連通部２７を介して下段ヘッドジャケット１３の吸気側ジャケット部１３ｃに流入するが、冷却水分配通路１１は前に向けて深さが浅くなっているため、前後の各部位において圧力を均等化して、各連通部２７への通水量を均等化できる。従って、シリンダヘッド３を均一に冷却する機能を向上できる。

【0077】

実施形態のように、冷却水分配通路１１を全長に亙って上向きに開口した溝状に形成すると、冷却水分配通路１１は鋳造によって形成されるため、製造が容易である利点を有する。なお、冷却水分配通路１１の底面に、水流が上向きに方向変換することを助長するガイド部を形成することも可能である。

【0078】

変形例の構成では、既述のとおり、吸気やバルブシートを冷却できる利点があるが、更に、下段ヘッドジャケット１３を経由していない冷却水を上段ヘッドジャケット１４に通水できるため、下段ヘッドジャケット１３と上段ヘッドジャケット１４との冷却性のチューニングをきめ細かく行える利点がある（上段ヘッドジャケット１４での横流れも促進できる。）。

【0079】

本実施形態のように、気筒の冷却手段として下段ヘッドジャケット１３の冷却水を利用すると、下段ヘッドジャケット１３の水圧を利用して気筒９（ボア間部７）を的確に冷却できる。ボア間部７の冷却手段として下部ジェット通路１２を利用することも可能であるが、実施形態のように上部ジェット通路３１を利用すると、ボア間部７を排気側においても的確に冷却できて好適である。

【0080】

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、冷却水入口を冷却水分配通路の前後中間部に配置することも可能である。この場合は、冷却水分配通路は、中間部から前後両端に向けて浅くなるように形成したらよい。

【産業上の利用可能性】

【0081】

本願発明は、内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。

【符号の説明】

【0082】

１ シリンダブロック
２ ガスケット
３ シリンダヘッド
４ シリンダボア
８ ブロックジャケット
９ 気筒
１１ 冷却水分配通路
１３ 下段ヘッドジャケット
１３ａ，１４ａ センタージャケット部
１３ｂ，１４ｂ 排気側ジャケット部
１３ｃ，１４ｃ 吸気側ジャケット部（冷却水分配通路との連通箇所）
１６ 冷却水分配通路の冷却水入口
１８ ブロックジャケットの冷却水出口部
２７ 連通部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】