JP4736843B2 - シリンダヘッド - Google Patents

Description

この発明は、複数の冷却水通路が区画形成されたシリンダヘッドに関する。

水冷式の内燃機関においては、シリンダヘッドに設けられた冷却水通路に冷却水を循環させることによりシリンダヘッドを冷却するようにしている。そして、内燃機関の運転状態によってシリンダヘッドにおける冷却要求が異なるため、内燃機関の運転状態に応じて、冷却水通路に流れる冷却水の状態を切り替えることにより好適な冷却を行うようにしたものがある。

例えば、特許文献１に記載のシリンダヘッドでは、その内部の上下に冷却水通路を区画形成し、上部の冷却水通路と下部の冷却水通路とを連通路により連通するようにしている。この連通路には、冷却水の流量を調節する調節弁が設けられている。この調節弁が閉弁状態であると下部の冷却水通路にのみ冷却水が流れ、一方、開弁状態であると上部の冷却水通路にも冷却水が流れるようになる。このように複数の冷却水通路を形成し、連通路に調節弁を設けることにより、シリンダヘッドの温度状態に即したかたちでこれを好適に冷却することができるようになる。
特開２００３−１３８９３７号公報

ところで、上記特許文献１に記載のシリンダヘッドでは、シリンダヘッドを上下に分割し、この分割面に調節弁を設置することにより、調節弁をシリンダヘッドの内部に設置している。そのため、調節弁を取り付けたり、これを交換したりする際には、シリンダヘッドボルトを外して、シリンダヘッドをシリンダブロックから取り外さなければならず、そうした作業が繁雑なものとなっていた。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シリンダヘッドの好適な冷却を行いつつ、さらに調節弁の着脱を容易に行うことができるシリンダヘッドを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関のシリンダヘッドを冷却するための冷却水を通過させる複数の冷却水通路が区画形成されたシリンダヘッドにおいて、前記複数の冷却水通路のうち異なる冷却水通路をシリンダヘッドの内部で連通し、それら冷却水通路間を流れる冷却水の流量を同冷却水の温度に応じて調節する調節弁を有する連通部材がシリンダヘッドの外壁から着脱可能に設けられ、シリンダヘッドには前記外壁から前記連通部材を挿入する挿入孔が形成され、前記連通部材の外周と同外周に対向する前記挿入孔の内壁とに螺子がそれぞれ形成され、前記連通部材はこれら螺子の螺合を通じてシリンダヘッドに螺着されることをその要旨としている。

同構成によれば、連通部材により連通された冷却水通路間における冷却水の流量が調節弁により調節されるため、シリンダヘッドを含む機関本体をその温度状況に即して適切に冷却することができる。さらに、この連通部材をシリンダヘッドの外壁に対して着脱可能に設けるようにしたため、調節弁を交換する必要が生じた場合であっても、その交換の際にシリンダヘッドをシリンダブロックから取り外す必要がなく、同調節弁の交換作業を容易なものとすることができる。
また、同構成によれば、連通部材をシリンダヘッドに直接固定することができるため、連通部材をシリンダヘッドに固定するための部材が不要となり構成の簡略化を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシリンダヘッドにおいて、前記連通される冷却水通路はシリンダヘッドの内部においてその上下に形成されることをその要旨としている。

シリンダヘッドにあっては、機関運転時、燃焼室における燃焼の熱によって燃焼室近傍ほどその温度が高くなる。換言すれば、シリンダヘッドはその上下方向において温度勾配が大きくなる。
この点、上記構成では、シリンダヘッドの内部において冷却水通路を上下に形成するようにし、それら冷却水通路間における冷却水の流量を調節弁により調節することにより、こうした温度勾配に即した適切な冷却を行うことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のシリンダヘッドにおいて、前記連通される冷却水通路のうち前記上方に位置する冷却水通路は排気ポート側に偏在するように形成されることをその要旨としている。

シリンダヘッドにあっては、機関運転時、燃焼室における燃焼の熱によって燃焼室近傍の温度が高くなることに加え、排気が通過する排気ポート周辺もその温度が高くなる。

この点、上記構成によれば、上方に位置する冷却水通路、すなわち燃焼室から離間した位置にある冷却水通路が排気ポート側に偏在するように形成しているため、温度が高くなり易い排気ポート周辺の冷却を好適に行うことができる。

請求項４に記載の発明は、内燃機関のシリンダヘッドを冷却するための冷却水を通過させる複数の冷却水通路が区画形成されたシリンダヘッドにおいて、前記複数の冷却水通路のうち異なる冷却水通路をシリンダヘッドの内部で連通し、それら冷却水通路間を流れる冷却水の流量を同冷却水の温度に応じて調節する調節弁を有する連通部材がシリンダヘッドの外壁から着脱可能に設けられ、前記連通される冷却水通路はシリンダヘッドの内部においてその上下に形成され、前記連通される冷却水通路のうち前記上方に位置する冷却水通路は排気ポート側に偏在するように形成されることをその要旨としている。

同構成によれば、連通部材により連通された冷却水通路間における冷却水の流量が調節弁により調節されるため、シリンダヘッドを含む機関本体をその温度状況に即して適切に冷却することができる。さらに、この連通部材をシリンダヘッドの外壁に対して着脱可能に設けるようにしたため、調節弁を交換する必要が生じた場合であっても、その交換の際にシリンダヘッドをシリンダブロックから取り外す必要がなく、同調節弁の交換作業を容易なものとすることができる。
また、シリンダヘッドにあっては、機関運転時、燃焼室における燃焼の熱によって燃焼室近傍ほどその温度が高くなる。換言すれば、シリンダヘッドはその上下方向において温度勾配が大きくなる。
この点、上記構成では、シリンダヘッドの内部において冷却水通路を上下に形成するようにし、それら冷却水通路間における冷却水の流量を調節弁により調節することにより、こうした温度勾配に即した適切な冷却を行うことができる。
また、シリンダヘッドにあっては、機関運転時、燃焼室における燃焼の熱によって燃焼室近傍の温度が高くなることに加え、排気が通過する排気ポート周辺もその温度が高くなる。
この点、上記構成によれば、上方に位置する冷却水通路、すなわち燃焼室から離間した位置にある冷却水通路が排気ポート側に偏在するように形成しているため、温度が高くなり易い排気ポート周辺の冷却を好適に行うことができる。

請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載のシリンダヘッドにおいて、前記調節弁は前記冷却水の温度が所定温度より低いときには閉弁して前記連通される冷却水通路のうち前記下方に位置する冷却水通路から前記上方に位置する冷却水通路への冷却水の流入を規制し、前記冷却水の温度が所定温度より高いときには開弁して前記連通される冷却水通路のうち前記下方に位置する冷却水通路から前記上方に位置する冷却水通路への冷却水の流入を許容することをその要旨としている。

そして、このように連通部材により連通される冷却水通路をシリンダヘッドの内部においてその上下に形成した構成にあっては、請求項５の発明によるように、請求項２〜４のいずれか一項に記載のシリンダヘッドにおいて、前記調節弁は前記冷却水の温度が所定温度より低いときには閉弁して前記連通される冷却水通路のうち前記下方に位置する冷却水通路から前記上方に位置する冷却水通路への冷却水の流入を規制し、前記冷却水の温度が所定温度より高いときには開弁して前記連通される冷却水通路のうち前記下方に位置する冷却水通路から前記上方に位置する冷却水通路への冷却水の流入を許容する、といった構成を採用するのが望ましい。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシリンダヘッドにおいて、前記冷却水通路は各シリンダの配列方向に沿ってそれらシリンダ全ての周囲に形成され、前記連通部材は各シリンダに対応して設けられることをその要旨としている。

同構成によれば、連通部材をシリンダ毎に設けるようにしたため、冷却水通路間に流れる冷却水の流量をシリンダ毎に調節することができる。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のシリンダヘッドにおいて、前記シリンダに設けられた連通部材の調節弁は、それらのうち少なくとも一つの開弁温度が他と異なる温度に設定されることをその要旨としている。

同構成によれば、シリンダヘッドの温度分布に応じて冷却水通路間の冷却水の流量を調節することができるため、適切な冷却を行うことができる。
請求項８に記載の発明は、内燃機関のシリンダヘッドを冷却するための冷却水を通過させる複数の冷却水通路が区画形成されたシリンダヘッドにおいて、前記複数の冷却水通路のうち異なる冷却水通路をシリンダヘッドの内部で連通し、それら冷却水通路間を流れる冷却水の流量を同冷却水の温度に応じて調節する調節弁を有する連通部材がシリンダヘッドの外壁から着脱可能に設けられ、前記冷却水通路は各シリンダの配列方向に沿ってそれらシリンダ全ての周囲に形成され、前記連通部材は各シリンダに対応して設けられ、前記シリンダに設けられた連通部材の調節弁は、それらのうち少なくとも一つの開弁温度が他と異なる温度に設定されることをその要旨としている。

同構成によれば、連通部材により連通された冷却水通路間における冷却水の流量が調節弁により調節されるため、シリンダヘッドを含む機関本体をその温度状況に即して適切に冷却することができる。さらに、この連通部材をシリンダヘッドの外壁に対して着脱可能に設けるようにしたため、調節弁を交換する必要が生じた場合であっても、その交換の際にシリンダヘッドをシリンダブロックから取り外す必要がなく、同調節弁の交換作業を容易なものとすることができる。
また、同構成によれば、連通部材をシリンダ毎に設けるようにしたため、冷却水通路間に流れる冷却水の流量をシリンダ毎に調節することができる。
また、同構成によれば、シリンダヘッドの温度分布に応じて冷却水通路間の冷却水の流量を調節することができるため、適切な冷却を行うことができる。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のシリンダヘッドにおいて、前記連通される冷却水通路はシリンダヘッドの内部においてその上下に形成されることをその要旨としている。
シリンダヘッドにあっては、機関運転時、燃焼室における燃焼の熱によって燃焼室近傍ほどその温度が高くなる。換言すれば、シリンダヘッドはその上下方向において温度勾配が大きくなる。
この点、上記構成では、シリンダヘッドの内部において冷却水通路を上下に形成するようにし、それら冷却水通路間における冷却水の流量を調節弁により調節することにより、こうした温度勾配に即した適切な冷却を行うことができる。
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載のシリンダヘッドにおいて、前記調節弁は前記冷却水の温度に応じて自立開閉する感温弁であることをその要旨としている。
同構成によれば、調節弁が温度に応じて自立開閉するので、冷却水の温度を検出するための構成を別途設ける必要がなく、構成の簡易化を図ることができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を直列四気筒エンジンのシリンダヘッドに具体化した第１の実施形態について図１〜図３を参照して説明する。

図１は、シリンダヘッドの縦断面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。これら図１及び図２に示されるように、シリンダヘッド１はシリンダブロック２の直上に取り付けられている。シリンダブロック２の内部には、四つのシリンダ３（図１ではそれらの一つのみを図示）が形成され、冷却水通路２０，２１が四つのシリンダ３をそれぞれ挟むようにして形成されている。一方の冷却水通路２０は吸気側に位置し、他方の冷却水通路２１は排気側に位置している。これらの冷却水通路２０，２１には、ウォータポンプ（図示略）が接続されており、ウォータポンプから冷却水が流入する。

また、シリンダヘッド１には、シリンダ３毎に燃焼室４、吸気ポート５、排気ポート６がそれぞれ形成されている。更にシリンダヘッド１の内部には、二つの冷却水通路１０，１１がその上下、すなわちシリンダ３の軸方向において離間した位置に区画形成されている。これら冷却水通路１０，１１のうち下方に位置する下部冷却水通路１１は燃焼室４近傍に、上方に位置する上部冷却水通路１０は燃焼室４から離間し、排気ポート６側に偏在した位置に、それぞれ四つのシリンダ３の配列方向に沿ってそれら全ての周囲に形成されている。下部冷却水通路１１は、シリンダブロック２に形成された冷却水通路２０，２１に接続されており、同シリンダブロック２に形成された冷却水通路２０，２１から冷却水が流入する。

また、シリンダヘッド１には、上部冷却水通路１０を挟むようにしてシリンダヘッド１の上面から下部冷却水通路１１にまで延びる挿入孔１２が形成されている。図２に示されるように、この挿入孔１２は各シリンダ３の排気ポート６を挟むように各シリンダ３に対応してそれぞれ二つ形成されている。これら挿入孔１２には円筒状の連通部材３０がそれぞれ挿入されている。挿入孔１２において上部冷却水通路１０よりも上方に位置する部分の内周壁には螺子１２ａが形成され、また連通部材３０の外周にはこれに螺合する螺子３２が形成されている。また、挿入孔１２の下端には内方に突出した支持部１２ｂが形成されており、連通部材３０の下端部がこの支持部１２ｂに当接して支持されている。

図２に示されるように、シリンダヘッド１の側部には、冷却水をラジエータ(図示略)に戻すリターンパイプ８が取り付けられている。このリターンパイプ８は冷却水通路１０，１１に接続されており、各冷却水通路１０，１１の冷却水は図２の破線に示す方向に流れてこのリターンパイプ８からラジエータ側に戻される。

図３は、連通部材３０の拡大断面図である。同図３（ａ），（ｂ）に示されるように、この連通部材３０の内部には、シリンダブロック２の各冷却水通路２０，２１からシリンダヘッド１の各冷却水通路１０，１１に流れる冷却水の流量を調節するための調節弁５０が設けられている。この調節弁５０は、冷却水の温度によって自立開閉する感温弁であり、弁体５１及び弁座５２、弁体５１を開弁方向に付勢する感温部５３、並びに弁体５１を閉弁方向に付勢するスプリング５４を備えている。この感温部５３にはワックスが封入されており、ワックスが冷却水の熱によって膨張することにより弁体５１を開弁方向に付勢する。一方、連通部材３０の外周には、上部冷却水通路１０に開口する開口部３４が形成されている。また、連通部材３０の上部にはこれをシリンダヘッド１に取り付ける際に工具を嵌合するための断面六角形状の凹部３６が形成されている。

次に、上部冷却水通路１０及び下部冷却水通路１１への冷却水の循環について説明する。このシリンダヘッド１に循環する冷却水は、ウォータポンプ（図示略）からシリンダブロック２の冷却水通路２０，２１に送出される。そして、冷却水は冷却水通路２０，２１からシリンダヘッド１の下部冷却水通路１１に流入し、リターンパイプ８に離間する側からリターンパイプ８側に流れる。下部冷却水通路１１の冷却水の温度が所定温度より低いときには、弁体５１が弁座５２に着座して調節弁５０が閉弁状態（図３（ａ））になっているため冷却水は下部冷却水通路１１にのみ流れ、同下部冷却水通路１１から上部冷却水通路１０への冷却水の流入は規制される。一方、下部冷却水通路１１の冷却水の温度が所定温度より高いときには、感温部５３のワックスが膨張することにより、弁体５１が開弁方向に付勢され、これが弁座５２から離座して調節弁５０が開弁状態（図３（ｂ））となる。そして、下部冷却水通路１１の冷却水が連通部材３０の内部を通過して開口部３４から上部冷却水通路１０に流入し、リターンパイプ８に離間する側からリターンパイプ８側に流れ、リターンパイプ８に流出する。ここで、調節弁５０が開弁する所定温度は連通部材３０毎に設定することができる。本実施形態では四つのシリンダ３のうち中央の二つのシリンダ３は両側のシリンダ３に挟まれているため、両端のシリンダ３より温度が高くなり易いので、中央の二つのシリンダ３の調節弁５０の開弁する所定温度を両端のシリンダ３より低く設定している。

以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）連通部材３０により連通された冷却水通路１０，１１間における冷却水の流量が調節弁５０により調節されるため、シリンダヘッド１を含む機関本体をその温度状況に即して適切に冷却することができる。さらに、この連通部材３０をシリンダヘッド１の上面に対して着脱可能に設けるようにしたため、調節弁５０を交換する必要が生じた場合であっても、その交換の際にシリンダヘッド１をシリンダブロック２から取り外す必要がなく、同調節弁５０の交換作業を容易なものとすることができる。

（２）連通部材３０の外周と同外周に対向する挿入孔１２の内壁とに螺子３２，１２ａがそれぞれ形成され、連通部材３０はこれら螺子３２，１２ａの螺合を通じてシリンダヘッド１に螺着されるため、連通部材３０をシリンダヘッド１に直接固定することができる。そのため、連通部材３０をシリンダヘッド１に固定するための部材が不要となり構成の簡略化を図ることができる。

（３）シリンダヘッド１の内部において冷却水通路１０，１１を上下に形成し、それら冷却水通路１０，１１間における冷却水の流量を調節弁５０により調節することにより、シリンダヘッド１の上下方向の温度勾配に即した適切な冷却を行うことができる。

（４）燃焼室４から離間した位置にある上部冷却水通路１０が排気ポート６側に偏在するように形成しているため、温度が高くなり易い排気ポート６周辺の冷却を好適に行うことができる。

（５）調節弁５０が温度に応じて自立開閉するので、冷却水の温度を検出するための構成を別途設ける必要がなく、構成の簡易化を図ることができる。
（６）連通部材３０をシリンダ３毎に設けるようにしたため、冷却水通路１０，１１間に流れる冷却水の流量をシリンダ３毎に調節することができる。

（７）調節弁５０の開弁温度をシリンダヘッド１の温度分布に応じて設定して冷却水通路１０，１１間の冷却水の流量を調節することができるため、適切な冷却を行うことができる。

（８）また、シリンダヘッドの内部に複数の冷却水通路を形成するに際してシリンダヘッドを分割するといった構成を採用していないため、シリンダヘッドの分割面からが冷却水が漏出してしまうことがなく、そうした冷却水漏出の対策も不要になる。

（第２の実施形態）
以下、本発明を直列四気筒エンジンのシリンダヘッドに具体化した第２の実施形態について、図４及び図５を参照して説明する。本実施形態のシリンダヘッドは、冷却水通路の位置、及び連通部材の挿入位置が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、シリンダブロック２は、第１の実施形態とほぼ同様の構成である。

図４は、シリンダヘッドの縦断面図である。また、図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。これら図４及び図５に示されるように、シリンダヘッド１の内部には、二つの冷却水通路１３，１４が吸気側と排気側とに離間した位置に区画形成されている。これら冷却水通路１３，１４のうち吸気側に位置する吸気側冷却水通路１３と、排気側に位置する排気側冷却水通路１４とは、四つのシリンダ３の配列方向に沿ってそれら全ての周囲に形成されている。吸気側冷却水通路１３の下方に位置する冷却水通路２０は、ウォータポンプ（図示略）に接続されており、ウォータポンプから冷却水が流入する。排気側冷却水通路１４の下方に位置する冷却水通路２１には、吸気側冷却水通路１３の下方に位置する冷却水通路２０が接続されており、冷却水が吸気側冷却水通路１３の下方に位置する冷却水通路２０から流入する。排気側冷却水通路１４は、排気側冷却水通路１４の下方に位置する冷却水通路２１に接続されており、排気側冷却水通路１４の下方に位置する冷却水通路２１から冷却水が流入する。

また、シリンダヘッド１には、吸気側冷却水通路１３を挟むようにしてシリンダヘッド１の吸気側の側面から排気側冷却水通路１４にまで延びる挿入孔１５が形成されている。図５に示されるように、この挿入孔１５は各シリンダ３に対応してそれぞれ一つ形成されている。これら挿入孔１５には円筒状の連通部材３０がそれぞれ挿入されている。挿入孔１５において吸気側冷却水通路１３よりも吸気側に位置する部分の内周壁には螺子１５ａが形成され、また連通部材３０の外周にはこれに螺合する螺子３２が形成されている。また、挿入孔１５の排気側端部には内部に突出した支持部１５ｂが形成されている。

図５に示されるように、シリンダヘッド１の側部には、冷却水をラジエータ（図示略）に戻すリターンパイプ９が取り付けられている。このリターンパイプ９は冷却水通路１３，１４に接続されており、各冷却水通路１３，１４の冷却水は図５の破線に示す方向に流れてこのリターンパイプ９からラジエータ側に戻される。なお、連通部材３０の構成については先の図３に示した構成と同様であるため説明については割愛する。

次に、吸気側冷却水通路１３及び排気側冷却水通路１４への冷却水の循環について説明する。このシリンダヘッド１に循環する冷却水は、ウォータポンプ（図示略）から吸気側冷却水通路１３の下方に位置する冷却水通路２０に送出される。冷却水は吸気側冷却水通路１３の下方に位置する冷却水通路２０から排気側冷却水通路１４の下方に位置する冷却水通路２１に流入し、排気側冷却水通路１４に流入する。そして、冷却水は排気側冷却水通路１４をリターンパイプ９に離間する側からリターンパイプ９側に流れる。排気側冷却水通路１４の冷却水の温度が所定温度より低いときには、弁体５１が閉弁された状態であるため冷却水は吸気側冷却水通路１３には流入しない。一方、排気側冷却水通路１４の冷却水の温度が所定温度より高いときには、感温部５３のワックスが膨張することにより、弁体５１が開弁方向に付勢される。そして、排気側冷却水通路１４の冷却水が連通部材３０の内部を通過して開口部３４から吸気側冷却水通路１３に流入し、リターンパイプ９に離間する側からリターンパイプ９側に流れ、リターンパイプ９に流出する。ここで、調節弁５０が開弁する所定温度は連通部材３０毎に設定することができる。本実施形態では四つのシリンダ３のうち中央の二つのシリンダ３は両側のシリンダ３に挟まれているため、両端のシリンダ３より温度が高くなり易いので、中央の二つのシリンダ３の調節弁５０の開弁する所定温度を両端のシリンダ３より低く設定している。

以上、説明した実施形態においても、第１の実施形態に準じた作用効果を奏することができる。特に、冷却水通路を吸気側と排気側とに配置し、温度の高くなり易い排気ポート６の周辺を吸気ポート５の周辺よりも先に冷却するようにしたため、シリンダヘッド１を好適に冷却することができる。

なお、上記実施形態は以下のようにその構成を変更することができる。
・第１の実施形態では、連通部材３０の螺子３２とこれに対向する挿入孔１２内壁の螺子１２ａをシリンダヘッド１の上面から上部冷却水通路１０までに形成したが、上部冷却水通路１０と下部冷却水通路１１との間にも螺子を形成するようにしてもよい。

・また、シリンダヘッド１への連通部材３０の取り付けは必ずしも螺子によらなくともよい。例えば、連通部材３０をシリンダヘッド１に取り付け固定するための部材を別途設けて同部材により連通部材３０をシリンダヘッド１に取り付けるようにしてもよい。

・第１の実施形態では、挿入孔１２の下端部に支持部１２ｂを形成するようにしたが、挿入孔１２の上部冷却水通路１０と下部冷却水通路１１との間の内壁と連通部材３０とのシール性が確保できるのであれば、支持部１２ｂを形成しなくともよい。

・第１の実施形態では、シリンダ３毎に二つずつ連通部材３０を設けるようにしたが、シリンダ３毎に一つずつ設けるようにしたり、三つ以上ずつ設けるようにしたり、シリンダ３毎の連通部材３０の数を異ならせたりしてもよい。また、シリンダ３毎の温度勾配に対応させる必要がないのであれば、シリンダ３毎に設けなくともよい。

・第２の実施形態では、連通部材３０の螺子３２とこれに対向する挿入孔１５内壁の螺子１５ａをシリンダヘッド１の側面から吸気側冷却水通路１３までに形成したが、吸気側冷却水通路１３と排気側冷却水通路１４との間にも螺子を形成するようにしてもよい。

・第２の実施形態では、挿入孔１５の下端部に支持部１５ｂを形成するようにしたが、挿入孔１５の吸気側冷却水通路１３と排気側冷却水通路１４との間の内壁と連通部材３０とのシール性が確保できるのであれば、支持部１５ｂを形成しなくともよい。

・第２の実施形態では、シリンダ３毎に一つずつ連通部材３０を設けるようにしたが、シリンダ３毎に二つ以上ずつ設けるようにしたり、シリンダ３毎の連通部材３０の数を異ならせたりしてもよい。また、シリンダ３毎の温度勾配に対応させる必要がないのであれば、シリンダ３毎に設けなくともよい。

・上記実施形態では、調節弁５０は所定温度で開閉するようにしたが、冷却水の温度変化に応じて弁の開度が徐々に変化するようにしてもよい。
・上記実施形態では、冷却水の流量を調節するための調節弁５０として自立開閉する感温弁を用いたが、別途センサにより冷却水の温度を検出するようにし、その検出結果に基づいて開閉駆動される電磁弁等を用いるようにしてもよい。

・上記実施形態では、シリンダブロック２の冷却水通路２０，２１からシリンダヘッド１の下部冷却水通路１１及び吸気側冷却水通路１３に冷却水を導入するようにしたが、ウォータポンプからシリンダヘッド１の下部冷却水通路１１及び吸気側冷却水通路１３に直接導入するようにしてもよい。

・上記実施形態では、複数の冷却水通路を第１の実施形態のように上下及び、第２の実施形態のように吸気側と排気側とに区画形成するようにしたが、シリンダヘッド１の冷却に適したところに複数の冷却水通路を区画形成するようにしてもよい。

・また他に、図６に示されるような構成を採用することもできる。すなわち、この構成では、シリンダヘッド１の内部に、第１の実施形態の上部冷却水通路１０がさらに上下に区画されて別の通路として形成されている。シリンダヘッド１には、下部冷却水通路１１の上方に位置する冷却水通路１０ａ，１０ｂのうち上部に位置する冷却水通路１０ａを挟むようにしてシリンダヘッド１の上面から下部冷却水通路１１の上方に位置する冷却水通路１０ａ，１０ｂのうち下部に位置する冷却水通路１０ｂにまで延びる挿入孔１６が形成され、更に下部冷却水通路１１の上方に位置する冷却水通路１０ａ，１０ｂのうち上部に位置する冷却水通路１０ａと下部冷却水通路１１の上方に位置する冷却水通路１０ａ，１０ｂのうち下部に位置する冷却水通路１０ｂとを挟むようにしてシリンダヘッド１の上面から下部冷却水通路１１にまで延びる挿入孔１７が形成されている。挿入孔１６には連通部材３０ａが挿入され、挿入孔１７には連通部材３０ｂが挿入されている。こうした構成によれば、始動時には下部冷却水通路１１にのみ冷却水が流入し、冷却水の温度が高くなると、連通部材３０ｂの調節弁が開弁して下部冷却水通路１１の上方に位置する冷却水通路１０ａ，１０ｂのうち下部に位置する冷却水通路１０ｂに冷却水が流入する。そして、更に冷却水の温度が高くなると連通部材３０ａの調節弁が開弁して下部冷却水通路１１の上方に位置する冷却水通路１０ａ，１０ｂのうち上部に位置する冷却水通路１０ａに冷却水が流入する。その結果、温度が高くなり易い排気ポート６周辺の温度勾配により即したかたちで冷却することができる。

・上記実施形態では、直列四気筒エンジンのシリンダヘッドに本発明を適用したが、四気筒に限らず三気筒以下及び五気筒以上のエンジンに適用してもよく、さらに直列エンジンだけでなくＶ型エンジン等に適用してもよい。

シリンダヘッドの縦断面図。 シリンダヘッドの横断面図。 （ａ）（ｂ）シリンダヘッドに設けられた連通部材の拡大断面図。 第２の実施形態のシリンダヘッドの縦断面図。 第２の実施形態のシリンダヘッドの横断面図。 シリンダヘッドの縦断面図。

符号の説明

１…シリンダヘッド、２…シリンダブロック、３…シリンダ、４…燃焼室、５…吸気ポート、６…排気ポート、８…リターンパイプ、９…リターンパイプ、１０…上部冷却水通路、１０ａ…冷却水通路、１０ｂ…冷却水通路、１１…下部冷却水通路、１２…挿入孔、１２ｂ…支持部、１３…吸気側冷却水通路、１４…排気側冷却水通路、１５…挿入孔、１５ａ…支持部、１６…挿入孔、１７…挿入孔、２０…冷却水通路、２１…冷却水通路、３０…連通部材、３０ａ…連通部材、３０ｂ…連通部材、３２…螺子、３４…開口部、３６…凹部、５０…調節弁、５１…弁体、５２…弁座、５３…感温部、５４…スプリング。

Claims (10)

1. 内燃機関のシリンダヘッドを冷却するための冷却水を通過させる複数の冷却水通路が区画形成されたシリンダヘッドにおいて、
   前記複数の冷却水通路のうち異なる冷却水通路をシリンダヘッドの内部で連通し、それら冷却水通路間を流れる冷却水の流量を同冷却水の温度に応じて調節する調節弁を有する連通部材がシリンダヘッドの外壁から着脱可能に設けられ、
   シリンダヘッドには前記外壁から前記連通部材を挿入する挿入孔が形成され、前記連通部材の外周と同外周に対向する前記挿入孔の内壁とに螺子がそれぞれ形成され、前記連通部材はこれら螺子の螺合を通じてシリンダヘッドに螺着される
   ことを特徴とするシリンダヘッド。
2. 請求項１に記載のシリンダヘッドにおいて、
   前記連通される冷却水通路はシリンダヘッドの内部においてその上下に形成される
   ことを特徴とするシリンダヘッド。
3. 請求項２に記載のシリンダヘッドにおいて、
   前記連通される冷却水通路のうち前記上方に位置する冷却水通路は排気ポート側に偏在するように形成される
   ことを特徴とするシリンダヘッド。
4. 内燃機関のシリンダヘッドを冷却するための冷却水を通過させる複数の冷却水通路が区画形成されたシリンダヘッドにおいて、
   前記複数の冷却水通路のうち異なる冷却水通路をシリンダヘッドの内部で連通し、それら冷却水通路間を流れる冷却水の流量を同冷却水の温度に応じて調節する調節弁を有する連通部材がシリンダヘッドの外壁から着脱可能に設けられ、
   前記連通される冷却水通路はシリンダヘッドの内部においてその上下に形成され、
   前記連通される冷却水通路のうち前記上方に位置する冷却水通路は排気ポート側に偏在するように形成される
   ことを特徴とするシリンダヘッド。
5. 請求項２〜４のいずれか一項に記載のシリンダヘッドにおいて、
   前記調節弁は前記冷却水の温度が所定温度より低いときには閉弁して前記連通される冷却水通路のうち前記下方に位置する冷却水通路から前記上方に位置する冷却水通路への冷却水の流入を規制し、前記冷却水の温度が所定温度より高いときには開弁して前記連通される冷却水通路のうち前記下方に位置する冷却水通路から前記上方に位置する冷却水通路への冷却水の流入を許容する
   ことを特徴とするシリンダヘッド。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のシリンダヘッドにおいて、
   前記冷却水通路は各シリンダの配列方向に沿ってそれらシリンダ全ての周囲に形成され、前記連通部材は各シリンダに対応して設けられる
   ことを特徴とするシリンダヘッド。
7. 請求項６に記載のシリンダヘッドにおいて、
   前記シリンダに設けられた連通部材の調節弁は、それらのうち少なくとも一つの開弁温度が他と異なる温度に設定される
   ことを特徴とするシリンダヘッド。
8. 内燃機関のシリンダヘッドを冷却するための冷却水を通過させる複数の冷却水通路が区画形成されたシリンダヘッドにおいて、
   前記複数の冷却水通路のうち異なる冷却水通路をシリンダヘッドの内部で連通し、それら冷却水通路間を流れる冷却水の流量を同冷却水の温度に応じて調節する調節弁を有する連通部材がシリンダヘッドの外壁から着脱可能に設けられ、
   前記冷却水通路は各シリンダの配列方向に沿ってそれらシリンダ全ての周囲に形成され、前記連通部材は各シリンダに対応して設けられ、
   前記シリンダに設けられた連通部材の調節弁は、それらのうち少なくとも一つの開弁温度が他と異なる温度に設定される
   ことを特徴とするシリンダヘッド。
9. 請求項８に記載のシリンダヘッドにおいて、
   前記連通される冷却水通路はシリンダヘッドの内部においてその上下に形成される
   ことを特徴とするシリンダヘッド。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載のシリンダヘッドにおいて、
    前記調節弁は前記冷却水の温度に応じて自立開閉する感温弁である
    ことを特徴とするシリンダヘッド。

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