JP6716723B2 - シリンダヘッド及びエンジン - Google Patents

Description

この発明は、シリンダヘッド及びエンジンに関する。

特許文献１には、エンジンを構成するシリンダブロックの上部にボルトで固定され、内部に冷却水流通空間（ヘッドジャケット）を有するシリンダヘッドが開示されている。このようなシリンダヘッドでは、シリンダブロック側に位置して冷却流通空間を画成するロアデッキが高熱に晒される。このため、ロアデッキを薄く形成することでロアデッキを効率よく冷却することが考えられている。
特許文献１のシリンダヘッドでは、シリンダブロック側に位置して冷却流通空間を画成するシリンダヘッドのロアデッキ（下壁）に、ロアデッキを補強するリブを形成している。このリブは、冷却水流通空間における冷却水の流れを考慮して、所定の気筒に対応するバルブ孔形成壁（吸気ポート壁部）から、複数の気筒を配列した気筒列方向に延びている。

特開２０１２−０１２９５９号公報

しかしながら、特許文献１のシリンダヘッドでは、リブがバルブ孔形成壁から気筒の径方向に延びている。このため、バルブ孔形成壁の周囲における冷却水の流れがリブによって阻害されてしまう。この場合、冷却水によるバルブ孔形成壁の冷却が不十分になってしまう。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、ロアデッキの剛性を向上でき、かつ、バルブ孔形成壁を冷却水によって効率よく冷却できるシリンダヘッド及びエンジンを提供することを目的とする。

本発明の第一の態様に係るシリンダヘッドは、ロアデッキと、前記ロアデッキの上方で前記ロアデッキに対向するように設けられているとともに、前記ロアデッキとの間に冷却水流通空間を画成するアッパーデッキと、前記ロアデッキと前記アッパーデッキとにわたって形成され、前記ロアデッキの下面に開口する吸気バルブ孔及び排気バルブ孔を形成するバルブ孔形成壁を含む壁部と、を備え、前記ロアデッキは、平面視で前記バルブ孔形成壁を囲う仮想円の周方向に延びるように前記ロアデッキを上下方向に貫通する冷却水導入孔と、前記冷却水導入孔に対して前記仮想円の周方向に並ぶように設けられて、該周方向に延びるように前記ロアデッキの上面から突出するリブと、を備える。

本発明の第一の態様に係るエンジンは、前記シリンダヘッドと、気筒を形成するシリンダボアを有し、前記シリンダヘッドによって上方から覆われるシリンダブロックと、を備え、前記仮想円は、前記シリンダボアの平面視形状に対応する円である。

本発明によれば、シリンダヘッドのロアデッキの剛性を向上でき、かつ、バルブ孔形成壁を冷却水によって効率よく冷却できる。

本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドを含むエンジンを示す断面図である。 図１のエンジンを上方から見た上面図である。 図１のIII−III断面図である。 図２のIV−IV断面図である。 図１，４のV−V断面図である。 図１，４のVI−VI断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図１〜図６を参照して詳細に説明する。図１，４に示すように、本実施形態に係るシリンダヘッド３は、シリンダブロック２とともにエンジン１を構成する。本実施形態のエンジン１は、ディーゼルエンジンである。
図１〜６においては、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とが配列される方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交する第一直交方向をＹ軸方向とする。さらに、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に直交する第二直交方向をＸ軸方向とする。

＜シリンダブロック＞
図１，４に示すように、シリンダブロック２は、気筒１１を形成するシリンダボア１１ａを有する。気筒１１は、ピストン４（図１）が配される空間である。気筒１１は、シリンダブロック２の上面２ａに開口する。ピストン４は、気筒１１内において燃焼した燃焼ガスの圧力を受けて上下方向（Ｚ軸方向）に往復運動する。本実施形態のシリンダブロック２は、図２に示すように複数（図示例では３つ）の気筒１１を有する。複数の気筒１１は、上下方向に直交する第一直交方向（Ｙ軸方向）に一列に並んでいる。以下の説明では、複数の気筒１１が配列される第一直交方向を気筒列方向とも呼ぶ。

図１，４に示すように、シリンダブロック２内には、各シリンダボア１１ａを囲む冷却水流通空間１２（以下、ブロック側流通空間１２と呼ぶ。）が形成されている。ブロック側流通空間１２には、シリンダボア１１ａを冷却する冷却水が流通する。ブロック側流通空間１２は、シリンダブロック２の上面２ａに開口する。

図１に示すように、シリンダブロック２内には、後述するロッカアーム４７を駆動するためのカムシャフト５が配される。カムシャフト５は、気筒列方向に延びている。カムシャフト５は、ピストン４の往復運動に応じて回転する。

＜シリンダヘッド＞
シリンダヘッド３は、気筒１１の上方の開口を覆うように、シリンダブロック２の上面２ａに重ねて配される。

図１，４に示すように、シリンダヘッド３は、ロアデッキ２１及びアッパーデッキ２２を備える。ロアデッキ２１及びアッパーデッキ２２は、それぞれ板状に形成されている。ロアデッキ２１は、シリンダヘッド３のうちシリンダブロック２の上面２ａに重ねて配される部位である。アッパーデッキ２２は、ロアデッキ２１の上方でロアデッキ２１に対向するように設けられる。すなわち、ロアデッキ２１及びアッパーデッキ２２は、上下方向（Ｚ軸方向）に間隔をあけて配列されている。アッパーデッキ２２は、ロアデッキ２１との間に冷却水流通空間３０（以下、ヘッド側流通空間３０と呼ぶ。）を画成する。

ロアデッキ２１には、冷却水導入孔２３が形成されている。冷却水導入孔２３は、ロアデッキ２１をその板厚方向（上下方向）に貫通する。冷却水導入孔２３は、シリンダブロック２のブロック側流通空間１２と、シリンダヘッド３のヘッド側流通空間３０とをつなぐ。また、ロアデッキ２１には、ヘッド側流通空間３０の内面をなすロアデッキ２１の上面２１ａから突出するリブ２４が形成されている。冷却水導入孔２３及びリブ２４の詳細については後述する。

＜バルブ孔形成壁＞
図１，３〜６に示すように、シリンダヘッド３は、ロアデッキ２１からアッパーデッキ２２まで延びるバルブ孔形成壁４０を備える。
図１，３，５に示すように、バルブ孔形成壁４０には、ロアデッキ２１の下面２１ｂに開口する吸気バルブ孔４１及び排気バルブ孔４２が形成されている。ロアデッキ２１の下面２１ｂは、シリンダブロック２の上面２ａに対向する面である。吸気バルブ孔４１及び排気バルブ孔４２は、ロアデッキ２１側に位置するバルブ孔形成壁４０の下端部に形成される。吸気バルブ孔４１及び排気バルブ孔４２は、それぞれシリンダブロック２の気筒１１に連通する。

図３〜６に示すように、バルブ孔形成壁４０には、燃料噴射器４４（インジェクタ）が上下方向に挿通する中心孔４３が形成されている。燃料噴射器４４は、シリンダヘッド３の上下方向に貫通する。すなわち、燃料噴射器４４は、ロアデッキ２１の下面２１ｂ及びアッパーデッキ２２の上面２２ａから突出する。図３，５に示すように、前述した吸気バルブ孔４１及び排気バルブ孔４２は、中心孔４３の周りにおいて周方向に互いに間隔をあけて配列されている。

図１，２に示すように、バルブ孔形成壁４０には、各吸気バルブ孔４１を開閉する吸気バルブ４５が上下方向に移動可能に設けられている。吸気バルブ４５の一部は、アッパーデッキ２２の上面２２ａから突出する。また、バルブ孔形成壁４０には、吸気バルブ４５と同様に、各排気バルブ孔４２を開閉する排気バルブ４６が設けられている。排気バルブ４６の構成や配置は、吸気バルブ４５と同様である。
吸気バルブ４５及び排気バルブ４６は、それぞれアッパーデッキ２２の上面２２ａに設けられたロッカアーム４７を揺動させることで駆動される。ロッカアーム４７は、前述したカムシャフト５の回転に伴ってシリンダヘッド３の上下方向に貫通するプッシュロッド４８が上下方向に移動することで揺動する。

本実施形態においては、図３，５，６に示すように、複数（図示例では３つ）のバルブ孔形成壁４０が、上下方向（Ｚ軸方向）に直交する第一直交方向（Ｙ軸方向）、すなわち気筒列方向に互いに間隔をあけて一列に配列されている。複数のバルブ孔形成壁４０は、複数の気筒１１のそれぞれに対応するように位置する。本実施形態においては、２つの吸気バルブ孔４１及び１つの排気バルブ孔４２が、１つの気筒１１に対応している。

＜吸気ポート形成部＞
図１，３〜６に示すように、シリンダヘッド３は、バルブ孔形成壁４０に接続される吸気ポート形成部５１を備える。吸気ポート形成部５１は、バルブ孔形成壁４０に対して、上下方向及び第一直交方向に直交する第二直交方向の一方側（Ｘ軸正方向側）に位置する。吸気ポート形成部５１は、アッパーデッキ２２の下面に一体に形成され、ロアデッキ２１の上方に間隔をあけて配置される。ロアデッキ２１と吸気ポート形成部５１との間の空間は、ヘッド側流通空間３０を構成している。

吸気ポート形成部５１には、吸気バルブ孔４１に連通する吸気ポート５３が形成されている。吸気ポート５３は、吸気バルブ孔４１から第二直交方向の一方側に延びる。すなわち、吸気ポート５３は、第二直交方向の一方側であるシリンダヘッド３の吸気側から吸気するように形成されている。
吸気ポート形成部５１は、複数のバルブ孔形成壁４０のそれぞれに対応するように、第一直交方向に互いに間隔をあけて複数（図示例では３つ）配列されている。各吸気ポート形成部５１には、各バルブ孔形成壁４０に形成された２つの吸気バルブ孔４１のそれぞれに連通する２つの吸気ポート５３が形成されている。

＜排気ポート形成部＞
図４，５に示すように、シリンダヘッド３は、各バルブ孔形成壁４０に接続される排気ポート形成部５２を備える。排気ポート形成部５２は、バルブ孔形成壁４０に対して、第二直交方向の他方側（Ｘ軸負方向側）に位置する。排気ポート形成部５２は、ロアデッキ２１の上方かつアッパーデッキ２２の下方で、これらロアデッキ２１及びアッパーデッキ２２と間隔をあけて配置される。ロアデッキ２１と排気ポート形成部５２との間の空間、及び、アッパーデッキ２２と排気ポート形成部５２との間の空間は、それぞれヘッド側流通空間３０を構成している。

排気ポート形成部５２には、排気バルブ孔４２に連通する排気ポート５４が形成されている。排気ポート５４は、排気バルブ孔４２から第二直交方向の他方側に延びる。すなわち、排気ポート５４は、第二直交方向の他方側であるシリンダヘッド３の排気側に排気するように形成されている。
排気ポート形成部５２は、複数のバルブ孔形成壁４０のそれぞれに対応するように、第一直交方向に互いに間隔をあけて複数（図示例では３つ）配列されている。

＜外周壁＞
図３，５，６に示すように、シリンダヘッド３は、前述した複数のバルブ孔形成壁４０の外周側に設けられた外周壁６０をさらに備える。外周壁６０は、複数のバルブ孔形成壁４０を囲むようにロアデッキ２１からアッパーデッキ２２まで延び、ロアデッキ２１及びアッパーデッキ２２とともにヘッド側流通空間３０を画成する。

外周壁６０には、２つの側壁６１，６２と、１つの端壁６３とがある。
図４，５に示すように、２つの側壁６１，６２は、第二直交方向（Ｘ軸方向）におけるシリンダヘッド３の両端において第一直交方向（Ｙ軸方向）に延びる。２つの側壁６１，６２のうち吸気側（Ｘ軸正方向側）に位置する吸気側側壁６１には、前述した吸気ポート形成部５１が一体に形成される。吸気側側壁６１には、吸気ポート５３が貫通する。２つの側壁６１，６２のうち排気側（Ｘ軸正方向側）に位置する排気側側壁６２には、前述した排気ポート形成部５２が一体に形成される。排気側側壁６２には、排気ポート５４が貫通する。また、排気側側壁６２には、前述したプッシュロッド４８（図１）が上下方向に貫通する。プッシュロッド４８は、第一直交方向に互いに間隔をあけて複数配列されている。

図３，５，６に示すように、１つの端壁６３は、第一直交方向における２つの側壁６１，６２の第一端にわたって第二直交方向に延びる。
２つの側壁６１，６２の第二端側は開口している。２つの側壁６１，６２の第二端側（複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向の一方側の端部）には、冷却水排出部６５が設けられている。冷却水排出部６５には、ヘッド側流通空間３０に流通する冷却水が排出される。

＜ボルト孔形成壁＞
図３，５，６に示すように、シリンダヘッド３は、ロアデッキ２１からアッパーデッキ２２まで延びるボルト孔形成壁７１，７２をさらに備える。ボルト孔形成壁７１，７２には、シリンダヘッド３をシリンダブロック２に取り付けるためのボルト孔７３が形成されている。ボルト孔７３は、ロアデッキ２１の下面２１ｂ及びアッパーデッキ２２の上面２２ａに開口する。すなわち、ボルト孔７３は、シリンダヘッド３をその上下方向に貫通する。本実施形態では、同一のボルト孔形成壁７１，７２に、１つのボルト孔７３が形成されている。

ボルト孔形成壁７１，７２は、各バルブ孔形成壁４０を囲むようにその周方向に複数（図示例では４つ）配列されている。また、ボルト孔形成壁７１，７２は、第一直交方向において同一のバルブ孔形成壁４０の両側に位置するように、バルブ孔形成壁４０の吸気側及び排気側のそれぞれにおいて第一直交方向に複数（図示例では４つ）配列されている。
複数のボルト孔形成壁７１，７２のうち一部のボルト孔形成壁７１（第一ボルト孔形成壁７１）は、前述した外周壁６０と間隔をあけて位置する。本実施形態における第一ボルト孔形成壁７１は、バルブ孔形成壁４０の排気側で第一直交方向に隣り合う２つのバルブ孔形成壁４０の間に位置する。第一ボルト孔形成壁７１は、第二直交方向においてバルブ孔形成壁４０と排気側側壁６２との間に位置する。残りのボルト孔形成壁７２（第二ボルト孔形成壁７２）は、外周壁６０に一体に形成されている。

上述したバルブ孔形成壁４０、外周壁６０及びボルト孔形成壁７１，７２は、ロアデッキ２１とアッパーデッキ２２とにわたって形成される壁部を構成する。

＜冷却水導入孔＞
図３に示すように、ロアデッキ２１に形成された冷却水導入孔２３は、平面視でバルブ孔形成壁４０を囲う仮想円ＶＣの周方向に延びている。本実施形態における仮想円ＶＣは、気筒１１のシリンダボア１１ａの平面視形状に対応する円である。また、仮想円ＶＣは、バルブ孔形成壁４０に形成された中心孔４３（燃料噴射器４４）を中心とした円である。冷却水導入孔２３は、仮想円ＶＣ（シリンダボア）よりもその径方向外側に位置する。また、冷却水導入孔２３は、バルブ孔形成壁４０と間隔をあけて位置する。

冷却水導入孔２３は、同一のバルブ孔形成壁４０に対し、仮想円ＶＣの周方向に間隔をあけて複数（図示例では３つ）配列されている。同一のバルブ孔形成壁４０に対して形成される冷却水導入孔２３には、バルブ孔形成壁４０の吸気側に隣り合わせて設けられる吸気側導入孔２３Ａと、バルブ孔形成壁４０の排気側に隣り合わせて設けられる排気側導入孔２３Ｂと、がある。

吸気側導入孔２３Ａは、第二直交方向においてバルブ孔形成壁４０と吸気側側壁６１との間に位置する。本実施形態における吸気側導入孔２３Ａの数は、１つの仮想円ＶＣに対し２つである。２つの吸気側導入孔２３Ａは、第一直交方向において仮想円ＶＣの中心（中心孔４３、燃料噴射器４４）の両側にずれて位置している。吸気側導入孔２３Ａの数は、例えば１つであってよいし、例えば３つ以上であってもよい。
図１，３に示すように、吸気側導入孔２３Ａは、上下方向において吸気ポート形成部５１の下方に位置する。すなわち、吸気側導入孔２３Ａは吸気ポート形成部５１によって覆われている。ただし、吸気側導入孔２３Ａの一部は、図３，５に例示するように吸気ポート形成部５１によって覆われなくてもよい。

図３に示すように、排気側導入孔２３Ｂは、第二直交方向においてバルブ孔形成壁４０と排気側側壁６２との間に位置する。本実施形態における排気側導入孔２３Ｂの数は、１つの仮想円ＶＣに対し１つである。排気側導入孔２３Ｂは、第一直交方向において仮想円ＶＣの中心に対して外周壁６０の端壁６３側（複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向の他方側）にずれて位置している。排気側導入孔２３Ｂの数は、例えば複数であってもよい。
図３，４に示すように、排気側導入孔２３Ｂは、上下方向において排気ポート形成部５２の下方に位置する。すなわち、排気側導入孔２３Ｂは排気ポート形成部５２によって覆われている。なお、排気側導入孔２３Ｂの一部は、例えば排気ポート形成部５２によって覆われなくてもよい。

＜リブ＞
図３に示すように、ロアデッキ２１の上面２１ａに形成されたリブ２４は、冷却水導入孔２３に対して仮想円ＶＣの周方向に並ぶように設けられている。また、リブ２４は、仮想円ＶＣの周方向に延びるように設けられている。本実施形態では、リブ２４の延在方向の両端が、壁部（バルブ孔形成壁４０、外周壁６０、ボルト孔形成壁７１，７２）に接している。以下、本実施形態のリブ２４について、さらに詳しく説明する。

本実施形態のリブ２４には、第二直交方向（Ｘ軸方向）において仮想円ＶＣの中心よりも吸気側に設けられる吸気側リブ２４Ａと、仮想円ＶＣの中心よりも排気側に設けられる排気側リブ２４Ｂとがある。

吸気側リブ２４Ａは、第一直交方向（Ｙ軸方向）に隣り合う２つのバルブ孔形成壁４０の間において、外周壁６０の吸気側側壁６１に一体に形成された第二ボルト孔形成壁７２からバルブ孔形成壁４０まで、主に第二直交方向に延びている。すなわち、吸気側リブ２４Ａの延在方向の両端は、バルブ孔形成壁４０と第二ボルト孔形成壁７２とに接している。これにより、吸気側リブ２４Ａは、第一直交方向において吸気側リブ２４Ａの両側に位置する２つの吸気側導入孔２３Ａに対し、それぞれの仮想円ＶＣの周方向に並ぶように位置する。
図示例のシリンダヘッド３では、バルブ孔形成壁４０の数が３つであるため、吸気側リブ２４Ａの数は２つとなっている。

吸気側リブ２４Ａの延在方向の第一端がバルブ孔形成壁４０に接する箇所は、仮想円ＶＣの径方向内側に位置する。このため、吸気側リブ２４Ａは、仮想円ＶＣの径方向内側及び外側に跨って延びている。

本実施形態において、吸気側リブ２４Ａの延在方向の第一端は、図示例のように、第一直交方向に隣り合う２つのバルブ孔形成壁４０のうち冷却水排出部６５側に位置するバルブ孔形成壁４０に接する。このため、吸気側リブ２４Ａは、第二直交方向において第二ボルト孔形成壁７２からバルブ孔形成壁４０に向かうにしたがって、第一直交方向において冷却水排出部６５側に向かうように傾斜している。
なお、吸気側リブ２４Ａの延在方向の第一端は、例えば第一直交方向に隣り合う２つのバルブ孔形成壁４０のうち外周壁６０の端壁６３側に位置するバルブ孔形成壁４０に接してもよい。また、吸気側リブ２４Ａの延在方向の第二端は、例えば第二ボルト孔形成壁７２の代わりに吸気側側壁６１に接してもよい。

排気側リブ２４Ｂは、第二直交方向においてバルブ孔形成壁４０と排気側側壁６２との間に位置する。排気側リブ２４Ｂは、主に第一直交方向（複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向）に延びている。排気側リブ２４Ｂの延在方向の両端は、排気側側壁６２とボルト孔形成壁７１，７２とに接している。

具体的に、排気側リブ２４Ｂの延在方向の第一端は、第一直交方向において対応するバルブ孔形成壁４０よりも冷却水排出部６５側に位置するボルト孔形成壁７１，７２に接する。一方、排気側リブ２４Ｂの延在方向の第二端は、第一直交方向において排気側側壁６２のうち仮想円ＶＣの中心よりも外周壁６０の端壁６３側の部位に接する。このため、排気側リブ２４Ｂは、第一直交方向において排気側側壁６２から冷却水排出部６５側に向かうにしたがって、第二直交方向において吸気側に向かうように傾斜している。これにより、排気側リブ２４Ｂの第一端側（ボルト孔形成壁７１，７２側）の部位が、対応する排気側導入孔２３Ｂに対し、仮想円ＶＣの周方向に並ぶように位置する。また、排気側リブ２４Ｂの第二端側（排気側側壁６２側）の部位が、対応する排気側導入孔２３Ｂに対し、仮想円ＶＣの径方向外側に並ぶように位置する。

排気側リブ２４Ｂは、複数のバルブ孔形成壁４０にそれぞれ対応するように複数設けられている。すなわち、排気側リブ２４Ｂの数は、バルブ孔形成壁４０の数（図示例では３つ）に対応している。
また、図１，３，４に示すように、各排気側リブ２４Ｂは、対応する排気ポート形成部５２の下方に設けられている。

＜ヘッド側流通空間＞
図１，３〜６に示すように、本実施形態のシリンダヘッド３において、ヘッド側流通空間３０は、第一区画壁８１（図３）及び第二区画壁８２（図１，４）によって２つの区画空間３１，３２に区画されている。
図１，３，４に示すように、第一区画壁８１は、上下方向においてロアデッキ２１側に位置するヘッド側流通空間３０の下側部分を、吸気側の空間と排気側の空間とに区画する。第一区画壁８１は、隣り合うバルブ孔形成壁４０同士をつなぐように、また、複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向の両端に位置するバルブ孔形成壁４０と外周壁６０とをつなぐように形成されている。

図１，４，５に示すように、第二区画壁８２は、第二直交方向（Ｘ軸方向）においてバルブ孔形成壁４０及び第一区画壁８１よりも排気側に位置する排気側の空間を、上下方向において排気ポート形成部５２の下側を含む下部空間と排気ポート形成部５２の上側を含む上部空間とに区画する。
ヘッド側流通空間３０は、これら第一区画壁８１及び第二区画壁８２によって、吸気側の空間及び排気側の上部空間を含む第一区画空間３１と、排気側の下部空間からなる第二区画空間３２とに区画される。

図３に示すように、第一区画空間３１のうち吸気側の空間には、前述した吸気側導入孔２３Ａや吸気側リブ２４Ａが位置する。一方、第二区画空間３２には、排気側導入孔２３Ｂや排気側リブ２４Ｂが位置する。また、本実施形態では、第一区画空間３１のうち排気側の上部空間（図５）及び第二区画空間３２（図３）が、冷却水排出部６５につながる。すなわち、第一区画空間３１のうち吸気側の空間は、排気側の上部空間を介して冷却水排出部６５につながる。このため、吸気側導入孔２３Ａを通して第一区画空間３１の吸気側の空間に流入した冷却水は、第一区画空間３１の排気側の上部空間を流れた上で、冷却水排出部６５に排出される。一方、排気側導入孔２３Ｂを通して第二区画空間３２に流入した冷却水は、冷却水排出部６５に直接排出される。

さらに、図５，６に示すように、第二区画壁８２には、第一区画空間３１のうち排気側の上部空間と第二区画空間３２とをつなぐ第一連通孔８３が形成されている。第一連通孔８３は、第二区画壁８２を上下方向に貫通して形成されている。第一連通孔８３は、複数のバルブ孔形成壁４０のそれぞれに接するように位置する。すなわち、第一連通孔８３の数は、バルブ孔形成壁４０の数と同じである。第一連通孔８３が形成されていることで、排気側導入孔２３Ｂを通して第二区画空間３２に流入した冷却水の一部は、第一連通孔８３を通して第一区画空間３１の排気側の上部空間に流れ込む。

また、第一連通孔８３は、第一直交方向（Ｙ軸方向）において排気ポート形成部５２に対して冷却水排出部６５側に隣り合わせて位置する。これにより、第二区画空間３２（図３）から第一連通孔８３を通して第一区画空間３１の排気側の上部空間に流れ込んだ冷却水は、排気ポート形成部５２によって第一直交方向において冷却水排出部６５から離れる方向に流れることを阻止される。すなわち、当該冷却水は、排気ポート形成部５２やバルブ孔形成壁４０に沿って流れることになる。そして、第二区画空間３２から第一連通孔８３を通して第一区画空間３１の排気側の上部空間に流れ込んだ冷却水が第二直交方向に向かう流れを、排気ポート形成部５２によって冷却水排出部６５に向かわせるように第一直交方向に向けて流すことができる。

さらに、本実施形態の第二区画壁８２は、冷却水排出部６５内まで延びている。すなわち、第二区画壁８２は、冷却水排出部６５の内部空間も上下方向に区画している。そして、冷却水排出部６５内に位置する第二区画壁８２の部位には、冷却水排出部６５内の二つの空間をつなぐ第二連通孔８４が形成されている。これにより、ヘッド側流通空間３０から冷却水排出部６５内に流れ込んだ冷却水を、冷却水排出部６５内の二つの空間の両方に流通させることができる。具体的に、第二区画空間３２から冷却水排出部６５内のうち第二区画壁８２の下側の区画空間に流れ込んだ冷却水は、第二連通孔８４を通して冷却水排出部６５内のうち第二区画壁８２の上側の区画空間に流通する。
本実施形態において、冷却水排出部６５内に流れ込んだ冷却水は、冷却水排出部６５の上部に形成された排出口６６を通して冷却水排出部６５の外部に排出されるが、これに限ることはない。

図１，２，４に示すように、本実施形態のシリンダヘッド３には、ロッカハウジング６が一体に成形されている。ロッカハウジング６は、アッパーデッキ２２（シリンダヘッド３）の上面２２ａの周縁においてシリンダヘッド３の上方（Ｚ軸正方向）に延びて形成され、アッパーデッキ２２の上面２２ａに設けられたロッカアーム４７などを囲む。
また、図１，２，４〜６に示すように、本実施形態のシリンダヘッド３には、吸気マニホールド７が一体に成形されている。吸気マニホールド７は、シリンダヘッド３の吸気側側壁６１に接続される。吸気マニホールド７は、その内部空間が第一直交方向に配列された複数の吸気ポート５３のそれぞれに連通するように、第一直交方向に延びている。

＜作用効果＞
本実施形態のシリンダヘッド３では、図３に示すように、排気側リブ２４Ｂが排気側導入孔２３Ｂに対して仮想円ＶＣの周方向に並ぶように形成されている。このため、排気側導入孔２３Ｂを通してヘッド側流通空間３０のうち第二区画空間３２に流入した冷却水は、排気側リブ２４Ｂに誘導されてバルブ孔形成壁４０の周囲において仮想円ＶＣの周方向に流れやすくなる。このように冷却水が流れることで、バルブ孔形成壁４０が冷却される。
また、排気側リブ２４Ｂは第一直交方向（複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向）に延びている。このため、排気側導入孔２３Ｂから第二区画空間３２に流入した冷却水は、排気側リブ２４Ｂに誘導されて第一直交方向に流れやすくなる。これにより、第二区画空間３２に流通する冷却水は、冷却水排出部６５に向けて流れやすくなる。このように流れる冷却水は、排気ポート形成部５２の下側を通ることで、排気ポート形成部５２を冷却する。

さらに、図５，６に示すように、第二区画壁８２に形成されて第一区画空間３１と第二区画空間３２とを上下方向につなぐ第一連通孔８３は、第一直交方向において排気ポート形成部５２に対して冷却水排出部６５側に隣り合わせて位置する。このため、第二区画空間３２から第一連通孔８３を通して第一区画空間３１の排気側の上部空間に流れ込んだ冷却水は、排気ポート形成部５２により第一直交方向において冷却水排出部６５に向けて流れやすくなる。このように流れる冷却水は、排気ポート形成部５２の上側を通ることで、排気ポート形成部５２を冷却する。

また、本実施形態のシリンダヘッド３では、図３に示すように、吸気側リブ２４Ａが吸気側導入孔２３Ａに対して仮想円ＶＣの周方向に並ぶように形成されている。このため、吸気側導入孔２３Ａを通してヘッド側流通空間３０のうち第一区画空間３１の吸気側の空間に流入した冷却水は、バルブ孔形成壁４０の周囲において仮想円ＶＣの周方向に流れやすくなる。このように冷却水が流れることで、バルブ孔形成壁４０が冷却される。
また、図３，５，６に示すように、吸気側リブ２４Ａは吸気側側壁６１からバルブ孔形成壁４０に向けて延びている。このため、吸気側導入孔２３Ａから吸気側の空間に流入した冷却水は、吸気側リブ２４Ａに沿って、第一区画空間３１の排気側の上部空間に向けて流れやすくなる。

そして、第一区画空間３１の吸気側の空間から排気側の上部空間に入り込んだ冷却水は、第一連通孔８３を通して第一区画空間３１の排気側の上部空間に流れ込んだ冷却水とともに、第一連通孔８３から排気側の上部空間に入り込んだ冷却水の流れによって、第一直交方向に沿って冷却水排出部６５側に向けて流れる。吸気側の空間から排気側の上部空間に入り込んだ冷却水の温度は、第一連通孔８３から排気側の上部空間に入り込んだ冷却水の温度よりも低い。これにより、排気ポート形成部５２を効率よく冷却することができる。

以上説明したように、本実施形態のシリンダヘッド３及びこれを備えるエンジン１によれば、リブ２４がロアデッキ２１の上面２１ａにおいて冷却水導入孔２３に対して仮想円ＶＣ（シリンダボア１１ａ）の周方向に並ぶように形成される。これにより、ロアデッキ２１のうち仮想円ＶＣの周囲の部位の剛性を向上できる。特に、ロアデッキ２１のうち冷却水導入孔２３が形成されることで剛性が低くなる冷却水導入孔２３周囲の部位の剛性を向上できる。このため、ロアデッキ２１を薄く形成しても、ボルトによってロアデッキ２１がシリンダブロック２に押し付けられるようにシリンダヘッド３をシリンダブロック２に取り付けた状態で、シリンダブロック２に押し付けられるロアデッキ２１（特にシリンダボア１１ａの周囲に対応する部位）の面圧を確保することができる。

また、本実施形態のシリンダヘッド３及びエンジン１によれば、リブ２４が仮想円ＶＣ（シリンダボア１１ａ）の周方向に延びている。このため、冷却水はヘッド側流通空間３０のうちバルブ孔形成壁４０の周囲において仮想円ＶＣの周方向に流れやすくなる。これにより、バルブ孔形成壁４０を冷却水によって効率よく冷却することができる。

また、本実施形態に係るシリンダヘッド３及びエンジン１によれば、リブ２４の延在方向の両端が、剛性の高い壁部（バルブ孔形成壁４０、外周壁６０、ボルト孔形成壁７１，７２）に接している。これにより、ロアデッキ２１のうち仮想円ＶＣの周囲の部位の剛性をさらに向上できる。

また、本実施形態に係るシリンダヘッド３及びエンジン１によれば、吸気側リブ２４Ａが、仮想円ＶＣ（シリンダボア１１ａ）の径方向内側及び外側に跨って延びている。これにより、ロアデッキ２１のうち仮想円ＶＣの内側及び外側を跨ぐ部位の剛性を向上できる。このため、ロアデッキ２１を薄く形成しても、シリンダブロック２に押し付けられるロアデッキ２１（特にシリンダボア１１ａの周囲に対応する部位）の面圧をさらに高めることができる。

また、本実施形態のシリンダヘッド３及びエンジン１によれば、複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向の一方側の端部には、冷却水排出部６５が設けられている。さらに、複数の排気側リブ２４Ｂが、複数のバルブ孔形成壁４０にそれぞれ対応するように設けられ、それぞれ複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向に延びている。このため、ヘッド側流通空間３０（特に第二区画空間３２）に流通する冷却水は、排気側リブ２４Ｂに誘導されて複数のバルブ孔形成壁４０の配列方向に流れやすくなる。また、ヘッド側流通空間３０に流通する冷却水は、冷却水排出部６５に向けて流れやすくなる。

さらに、本実施形態のシリンダヘッド３及びエンジン１によれば、吸気側リブ２４Ａが吸気側側壁６１からバルブ孔形成壁４０に向けて延びている。このため、吸気側導入孔２３Ａから第一区画空間３１の吸気側の空間に流入した冷却水は、吸気側リブ２４Ａに誘導されて第一区画空間３１の吸気側の空間から排気側の上部空間に向けて流れやすくなる。

また、本実施形態のシリンダヘッド３及びエンジン１によれば、第二区画壁８２に形成されて第一区画空間３１と第二区画空間３２とを上下方向につなぐ第一連通孔８３は、第一直交方向において排気ポート形成部５２に対して冷却水排出部６５側に隣り合わせて位置する。このため、第二区画空間３２から第一連通孔８３を通して第一区画空間３１の排気側の上部空間に流れ込んだ冷却水は、排気ポート形成部５２により第一直交方向において冷却水排出部６５に向けて流れやすくなる。

以上により、冷却水は、冷却水導入孔２３（吸気側導入孔２３Ａ、排気側導入孔２３Ｂ）から冷却水排出部６５までヘッド側流通空間３０において円滑に流れることができる。したがって、ヘッド側流通空間３０に流通する冷却水によって、バルブ孔形成壁４０や排気ポート形成部５２を効率よく冷却することが可能となる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明のシリンダヘッドにおいて、ロアデッキに形成されたリブは、例えば、その延在方向の両端のうち一方だけが、壁部（バルブ孔形成壁、外周壁、ボルト孔形成壁）に接してよい。この場合でも、ロアデッキのうち仮想円の周囲の部位の剛性を向上することができる。

また、本発明のシリンダヘッドにおいて、リブは、例えば壁部に接しなくてもよい。

また、本発明のエンジンにおける気筒の数は、例えば１つであってよい。すなわち、本発明のシリンダヘッドにおけるバルブ孔形成壁の数は、例えば１つであってよい。

本発明のエンジンは、ダンプトラック、油圧ショベル、ブルドーザ、エンジン式フォークリフトなど任意の作業車両に適用されてよい。

１…エンジン、２…シリンダブロック、３…シリンダヘッド、１１…気筒、１１ａ…シリンダボア、２１…ロアデッキ、２１ａ…上面、２１ｂ…下面、２２…アッパーデッキ、２３…冷却水導入孔、２３Ａ…吸気側導入孔、２３Ｂ…排気側導入孔、２４…リブ、２４Ａ…吸気側リブ、２４Ｂ…排気側リブ、３０…ヘッド側流通空間（冷却水流通空間）、３１…第一区画空間、３２…第二区画空間、４０…バルブ孔形成壁、４１…吸気バルブ孔、４２…排気バルブ孔、４３…中心孔、４４…燃料噴射器、５１…吸気ポート形成部、５２…排気ポート形成部、５３…吸気ポート、５４…排気ポート、６０…外周壁、６１，６２…側壁、６３…端壁、６５…冷却水排出部、７１，７２…ボルト孔形成壁、８１…第一区画壁、８２…第二区画壁、８３…第一連通孔、ＶＣ…仮想円

Claims (9)

1. ロアデッキと、
   前記ロアデッキの上方で前記ロアデッキに対向するように設けられているとともに、前記ロアデッキとの間に冷却水流通空間を画成するアッパーデッキと、
   前記ロアデッキと前記アッパーデッキとにわたって形成され、前記ロアデッキの下面に開口する吸気バルブ孔及び排気バルブ孔を形成するバルブ孔形成壁を含む壁部と、
   を備え、
   前記ロアデッキは、
   平面視で前記バルブ孔形成壁を囲う仮想円の周方向に延びるように前記ロアデッキを上下方向に貫通する冷却水導入孔と、
   前記冷却水導入孔に対して前記仮想円の周方向に並ぶように設けられて、該周方向に延びるように前記ロアデッキの上面から突出するリブと、
   を備えるシリンダヘッド。
2. 前記バルブ孔形成壁には、燃料噴射器が上下方向に挿通する中心孔が形成され、
   前記仮想円は、平面視にて前記中心孔を中心とした円である請求項１に記載のシリンダヘッド。
3. 前記リブの延在方向の両端のうちの少なくとも一方が、前記壁部に接している請求項１又は２に記載のシリンダヘッド。
4. 前記壁部は、前記バルブ孔形成壁の外周側に設けられた外周壁を含む請求項３に記載のシリンダヘッド。
5. 前記壁部は、前記シリンダヘッドをシリンダブロックに取り付けるためのボルト孔を形成するボルト孔形成壁を含む請求項３又は４に記載のシリンダヘッド。
6. 前記リブは、前記仮想円の径方向内側及び外側に跨って延びている請求項１から５のいずれか一項に記載のシリンダヘッド。
7. 複数の前記バルブ孔形成壁が、前記上下方向に直交する直交方向に互いに間隔をあけて一列に配列され、
   複数の前記バルブ孔形成壁の配列方向の一方側の端部には、前記冷却水流通空間に流通する冷却水が排出される冷却水排出部が設けられ、
   複数の前記リブは、複数の前記バルブ孔形成壁にそれぞれ対応するように設けられているとともに、それぞれ前記配列方向に延びている請求項１から６のいずれか一項に記載のシリンダヘッド。
8. 前記バルブ孔形成壁に接続されて、前記排気バルブ孔に連通する排気ポートを形成する排気ポート形成部を有し、
   前記排気ポート形成部は、前記ロアデッキの上方かつ前記アッパーデッキの下方で、これら前記ロアデッキ及び前記アッパーデッキと間隔をあけて配置されており、
   前記リブは、前記排気ポート形成部の下方に設けられている請求項１から７のいずれか一項に記載のシリンダヘッド。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のシリンダヘッドと、
   気筒を形成するシリンダボアを有し、前記シリンダヘッドによって上方から覆われるシリンダブロックと、
   を備え、
   前記仮想円は、前記シリンダボアの平面視形状に対応する円であるエンジン。

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