JP7065901B2 - 多気筒エンジンのシリンダヘッド - Google Patents

Description

本開示は、内部に排気集合部が形成された多気筒エンジンのシリンダヘッドに関する。

シリンダヘッド内に排気マニホールドが一体に形成された排気マニホールド一体型シリンダヘッドが公知である（例えば、特許文献１）。排気マニホールド一体型シリンダヘッドでは、燃焼室周り及び排気マニホールド周りをそれぞれ好適に冷却する必要がある。特許文献１記載のシリンダヘッドでは、気筒列方向に燃焼室周りを通って気筒列方向他端側へ至る第１ウォータージャケットと、気筒列方向に排気マニホールド周りを通る第２ウォータージャケットとが、互いに独立しており、途中で連通しない構造となっている。これにより、各ウォータージャケットの冷却水流量及び流速を確保することが容易となっている。

また、排気マニホールド一体型シリンダヘッドの排気ポート（排気通路部）の出口部を効果的に冷却するために、シリンダヘッドとシリンダブロックとの接合面に、排気ポート集合部の下方を気筒列方向に延びる凹部が設けられ、この凹部にオイル又は水を流通させるようにしたものが公知である（特許文献２）。このシリンダヘッドでは、排気ポート集合部の気筒列方向の両側に排気ポート集合部を挟むように形成された１対の第１オイル通路が凹部に接続され、アッパーデッキから第１オイル通路を通ってオイルパンに戻るオイルが凹部を通過して排気ポート出口部を冷却する。或いは、オイルポンプからオイルが冷却オイルとして供給され、凹部を通ってアッパーデッキ上に供給される。

特開２００７－２７８０６５号公報 特開２００８－２６７１８４号公報

排気集合部一体型のシリンダヘッドでは、燃焼室に連通する排気ポート（排気通路の上流端）周りや、全てのシリンダからの排気が流れる排気集合部の出口周りの温度が高温になりやすい。特許文献１に記載のシリンダヘッドでは、ウォータージャケットが燃焼室周り用の第１ウォータージャケットと排気マニホールド周り用の第２ウォータージャケットとに分割されることにより、排気ポート周りと排気集合部の出口周りとを効果的に冷却することができる。一方、内燃機関では一般に、エンジン始動時（暖機時）に潤滑オイルの温度が冷却水の温度よりも高くなりにくく、オイル温度が上がって摩擦が小さくなるまでに時間がかかる。

特許文献２に記載のシリンダヘッドでは、凹部による通路とこれに接続する１対の第１オイル通路とにオイルが流通することにより、暖機時に排気熱によってオイル温度を早期に上昇させることができる。しかしながら、潤滑油は一般に、暖機後に冷却水よりも高温になるため、このシリンダヘッドでは暖機後に排気集合部の出口周りを効果的に冷却することができない。また、オイルが過熱する虞がある。ここで、凹部を設けずに、オイルを１対の第１オイル通路だけに流通させることが考えられるが、このような構成にすると、オイルによる排気集合部の出口周りの冷却効果や暖機時のオイル昇温効果が薄くなる。

本発明は、このような背景に鑑み、暖機時にオイルを早期に昇温させることができ、且つ暖機後に排気集合部の高温になりやすい部分を効果的に冷却すると共にオイルの過熱を防止できるシリンダヘッドを提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明のある実施形態は、複数のシリンダ（１）が一列に形成されたシリンダブロック（２）の上部に締結され、前記シリンダ内を摺動するピストンの頂面との間に燃焼室（６）を形成する多気筒エンジン（Ｅ）のシリンダヘッド（３）であって、前記シリンダごとに設けられ、対応する前記燃焼室からシリンダ列方向に交差する方向へ延びる排気通路（２４）と、複数の前記排気通路に共通に接続された排気集合部（２５）と、前記排気通路に隣接して形成されたオイルジャケット（４０）と、前記燃焼室及び前記排気集合部に隣接して、前記オイルジャケットを囲むように形成されたウォータージャケット（３０）とを有する。

この構成によれば、暖機時には排気通路に隣接して形成されたオイルジャケットによってオイルを早期に昇温させることができる。また、ウォータージャケットがオイルジャケットを取り囲むように形成されるため、暖機後にはウォータージャケットによって排気集合部の排気出口周りなどの高温になり易い部分を効果的に冷却することができる。更に、オイルジャケットがウォータージャケットにより囲まれることから、暖機後のオイルの過熱を抑制することができる。

好ましくは、前記ウォータージャケットが、前記燃焼室に隣接して前記シリンダ列方向に延びる主ウォータージャケット（３１）と、前記排気通路に対して前記オイルジャケットと同じ側にて前記排気集合部に隣接して前記シリンダ列方向に延び、前記主ウォータージャケットの前記シリンダ列方向の一端及び他端に接続する第１排気側ウォータージャケット（３２）とを含み、前記オイルジャケットが前記主ウォータージャケットと前記第１排気側ウォータージャケットとにより囲まれているとよい。

この構成によれば、主ウォータージャケットによってシリンダヘッドの高温になりやすい、排気通路の上流端をなす排気ポート周りを冷却し、第１排気側ウォータージャケットによってシリンダヘッドの高温になりやすい排気集合部の排気出口周りを冷却することができる。

好ましくは、前記第１排気側ウォータージャケットにおける流速が前記主ウォータージャケットにおける流速よりも高いとよい。

この構成によれば、燃焼室周りに比べて局所的に高温になりやすい排気ポート周りを高い流速の冷却水によって効果的に冷却することができる。

好ましくは、前記ウォータージャケットが、前記排気通路に対して前記オイルジャケットと相反する側にて前記排気集合部に隣接して前記シリンダ列方向に延びる第２排気側ウォータージャケット（３３）を含み、互いに隣接する前記排気通路の互いに近接する部分によって挟まれる前記シリンダヘッドの股部（８ｃ）を覆うように前記第２排気側ウォータージャケットが設けられているとよい。

この構成によれば、排気ポート周りや排気出口周りの次に高温になりやすいシリンダヘッドの股部周りを第２排気側ウォータージャケットによって冷却することができる。

好ましくは、前記股部を覆うように前記オイルジャケットが設けられているとよい。

この構成によれば、排気集合部の中で排気出口の次に高温になりやすい股部周りの熱によって暖機時にオイルを早期に昇温させることができる。暖機後はオイルが冷却水に比べて高温になりやすいが、股部周りは第２排気側ウォータージャケットによって冷却されるため、オイルの過熱が抑制される。

好ましくは、前記第１排気側ウォータージャケット及び前記オイルジャケットが前記排気集合部に対して上側に設けられ、前記第２排気側ウォータージャケットが前記排気集合部に対して下側に設けられているとよい。

この構成によれば、オイルジャケットを、排気集合部に対して下側に設ける場合に比べて大きく形成することができ、暖機時にオイルをより早期に昇温させることができる。また、シリンダブロックのウォータージャケットから第２排気側ウォータージャケットに冷却水を流入させることも可能である。

好ましくは、前記オイルジャケットが、前記シリンダ列方向の一端に設けられたオイル入口（４２）と、前記シリンダ列方向の他端に設けられたオイル出口（４３）とを有するとよい。

この構成によれば、オイルジャケットにオイルをシリンダ列方向に流通させることで、オイルジャケットの流路長を長くすることができる。これにより、オイルと排気との間の熱交換効率を向上させることができる。

好ましくは、前記オイル入口にはオイルポンプからオイルが供給され、前記オイル出口から動弁機構に向けてオイルが送り出されるとよい。

この構成によれば、重力でオイルパンに戻るオイルをオイルジャケットに流通させる場合に比べ、高い流速でオイルをオイルジャケットに流通させることができる。これにより、オイルと排気との間の熱交換効率を向上させることができる。また、オイルジャケットに流通させたオイルが動弁機構の潤滑に利用されるため、潤滑に必要なオイルの流量を増やす必要がない。

このように本発明によれば、暖機時にオイルを早期に昇温させることができ、且つ暖機後に排気集合部の高温になりやすい部分を効果的に冷却すると共にオイルの過熱を防止できるシリンダヘッドを提供することができる。

実施形態に係るエンジンの要部のシリンダ列方向に直交する方向の断面図 シリンダヘッドを下方から見た斜視図 図１中のIII－III線に沿って示すシリンダヘッドの断面図 シリンダヘッドの中子の平面図 シリンダヘッドの中子の正面図 シリンダヘッドの中子の側面図 冷却液通路の中子の分解斜視図 図４中のVIII－VIII断面図 図４中のIX－IX断面図 図４中のＸ－Ｘ断面図 オイルの排気からの受熱量を示すタイムチャート

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。本実施形態では、発明が自動車用内燃機関（以下、単にエンジンＥと記す。）に適用されている。以下では、エンジンＥが自動車に搭載された状態を基準として図１に示す上下の方向に従って説明する。

図１及び図２に示すように、エンジンＥは、ＳＯＨＣ４バルブ式の直列４気筒ガソリンエンジンである。図１に示すように、エンジンＥは、ピストンが収容される４つのシリンダ１が一列に形成されたシリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部に締結された箱形のシリンダヘッド３と、シリンダヘッド３の上部に締結されたヘッドカバー４とを備えている。エンジンＥはシリンダヘッド３を鉛直方向の上側に配置した姿勢で自動車に搭載される。シリンダブロック２及びシリンダヘッド３はアルミニウム合金で鋳造される。

シリンダ１は、それぞれ略上下方向に延在し、互いに平行にシリンダブロック２に形成されている。以下、列設された複数のシリンダ１の配列方向をシリンダ列方向という。各シリンダ１は、上端がシリンダブロック２の上端面２ａに開口し、下端がシリンダブロック２の下部に形成されたクランク室（図示しない）に開口している。シリンダブロック２のシリンダ１の側部には、各シリンダ１の側周部を一体に囲むようにブロック内ウォータージャケット５（ブロック内冷却水通路）が形成されている。ブロック内ウォータージャケット５は、各シリンダ１の側周部に沿うように湾曲しており、ブロック内ウォータージャケット５の上端はシリンダブロック２の上端面２ａに開口している。ブロック内ウォータージャケット５は、冷却水（クーラント）を流通させるべく、シリンダブロック２の成型時に砂型などによって空洞として形成される。

シリンダヘッド３のシリンダブロック２との接合面（以下、対ブロック接合面３ａと称する）における各シリンダ１に対向する部分には、曲面状の窪みである燃焼室凹部３ｂが形成されている。各燃焼室凹部３ｂは、各シリンダ１のピストンよりも上方の部分と共に燃焼室６を画定する。つまり、シリンダヘッド３が燃焼室６の上縁を画定している。

シリンダヘッド３の内部には４つの吸気通路７が形成されている。各吸気通路７の上流端は、シリンダヘッド３のシリンダ列方向に沿う一側面（図１の左側の側面）に吸気入口７ａを開口させている。各吸気通路７の下流端は、燃焼室凹部３ｂの壁面に２つの吸気ポート７ｂを開口させるべく二股に分岐している。８つの吸気ポート７ｂはシリンダ列方向に整列して配置されている。またシリンダヘッド３の内部には１つの排気集合通路８が形成されている。排気集合通路８の上流端は、各燃焼室凹部３ｂの壁面に排気ポート８ａを２つずつ開口させている。排気集合通路８の下流端は、シリンダヘッド３のシリンダ列方向に沿う他側面（図１の右側の側面）に単一の排気出口８ｂを開口させている。８つの排気ポート８ａはシリンダ列方向に整列して配置されている。以下、燃焼室凹部３ｂを基準として、吸気通路７が設けられた側を吸気側といい、排気集合通路８が設けられた側を排気側という。

シリンダヘッド３には、吸気ポート７ｂを開閉する吸気バルブ９及び排気ポート８ａを開閉する排気バルブ１０が、それぞれシリンダ列方向に整列して摺動自在に設けられている。シリンダヘッド３とヘッドカバー４との間には、両者によって動弁室１１が画定され、動弁室１１には、吸気バルブ９及び排気バルブ１０を開弁駆動する動弁機構１２が収容されている。動弁機構１２は、シリンダヘッド３に回転可能に取り付けられるカムシャフト１３、カムシャフト１３の上方に配置されるロッカシャフト１４、ロッカシャフト１４により揺動可能に支持される吸気ロッカアーム１５及び排気ロッカアーム１６等により構成される。カムシャフト１３には、シリンダ１毎に一対の吸気バルブ９及び排気バルブ１０を駆動する４つの動弁カム１３ａが形成されている。

図２に示すように、排気出口８ｂは、シリンダヘッド３の排気側側面３ｃにおける長手方向の中間位置に形成されている。また、燃焼室凹部３ｂの壁面における４つの吸気通路７及び排気集合通路８の中央には、点火プラグ（図示しない）を挿入するための点火プラグ挿入孔１７がシリンダヘッド３の上面に貫通するように形成されている。

図１及び図２に示すように、排気集合通路８は、シリンダヘッド３の対ブロック接合面３ａよりも排気側へ延出するように形成されている。より具体的には、排気出口８ｂがシリンダヘッド３の排気側側面３ｃにおいて突出する管状の排気出口管状部１８により画定され、シリンダヘッド３の排気出口管状部１８及びその近傍が、シリンダブロック２に対して側方に膨出する膨出部１９をなしている。

排気出口管状部１８の先端面は、図示しない過給機（ターボチャージャ）のタービンや排気浄化装置などの下流側排気通路部材２０の接続面１８ａをなす。そして、排気出口管状部１８の先端には、下流側排気通路部材２０をボルトで締結するための締結ボス２１が排気出口８ｂを囲むように複数（図示例では４つ）形成されている。一方、膨出部１９の下面には、対ブロック接合面３ａの周縁からそれぞれ締結ボス２１に至るように２本のリブ２２が形成されている。これらのリブ２２は、シリンダ列に対して近接離反する方向である前後方向に延在しており、締結ボス２１から対ブロック接合面３ａに向けて開くハ字形をなしている。

前述したようにシリンダブロック２及びシリンダヘッド３の前方には過給機や排気浄化装置などの下流側排気通路部材２０が配置され、エンジンＥの始動後にはこれらが高温になる。そのため、シリンダブロック２に対して側方に膨出するシリンダヘッド３の膨出部１９は、過給機や排気浄化装置から熱伝導、放射及び対流によって熱が伝達しやすく、特に下面が高温になりやすい。そして膨出部１９の下面が高温になると、熱膨張に伴う変形によってシリンダヘッド３と下流側排気通路部材２０とのシール性が低下しがちである。本実施形態では、膨出部１９の下面にシリンダ列に対して近接離反する方向に延在するリブ２２が形成されることにより、膨出部１９の変形が抑制されている。

図１及び図３に示すように、排気集合通路８は、シリンダ１ごとに設けられた４つの排気通路２４と、４つの排気通路２４に共通に接続され、これらに流れる排気を合流させる排気集合部２５とを有している。各排気通路２４は、対応する燃焼室６に連通する２本の排気通路上流部２６と、２本の排気通路上流部２６に共通に接続された排気通路中流部２７とを有している。排気集合部２５は、４本の排気通路中流部２７に共通に接続された排気通路下流部をなし、シリンダヘッド３の他側面（図１の接続面１８ａ）に単一の排気出口８ｂを形成している。全ての排気通路上流部２６は概ね同じ断面積を有している。全ての排気通路中流部２７は排気通路上流部２６の約２倍の断面積を有している。排気集合部２５は、排気通路中流部２７と同等の高さと、排気通路中流部２７よりも大きな幅及び断面積とを有しており、下流に向けて幅及び断面積を漸減させている。

排気通路上流部２６の上流端は燃焼室６に連通する排気ポート８ａをなしている。排気集合通路８においては、燃焼室６に近い排気ポート８ａ周り、各シリンダ１からの排気が集まる排気集合部２５の下流端の排気出口８ｂ周りが、排気からの熱を受けて過熱しやすい。またこれらの部分の次に、互いに隣接する２本の排気通路２４の合流部手前の、互いに近接する部分によって挟まれる股部８ｃ（排気集合部２５の手前の接続部）が排気からの熱を受けて過熱しやすい。

図４～図７に示すように、シリンダヘッド３の内部には、燃焼室６内や排気集合通路８内の燃焼ガスからの熱伝搬による温度上昇を抑制するために、ヘッド内冷却液通路２９が形成されている。ヘッド内冷却液通路２９も、シリンダヘッド３の成型時に砂型などによって空洞として形成される。一方、ヘッド内冷却液通路２９は、ブロック内ウォータージャケット５と共通の冷却水（クーラント）を流通させるウォータージャケット３０（３１～３６）と、冷却オイルを流通させるオイルジャケット４０とを含んでいる。図４～図７では、シリンダヘッド３を透視したように、空間部分であるヘッド内冷却液通路２９を実体的に示している。また、締結ボス２１の必要な肉部をシリンダヘッド３から抜き出したかたちで示している。

ウォータージャケット３０は、主ウォータージャケット３１、上排気側ウォータージャケット３２、下排気側ウォータージャケット３３等を主要素として有している。主ウォータージャケット３１は、複数の燃焼室凹部３ｂの上方に燃焼室凹部３ｂに隣接して配置され、シリンダヘッド３のシリンダ列方向（長手方向）に延在している。上排気側ウォータージャケット３２及び下排気側ウォータージャケット３３は、排気集合通路８を上下から挟むように排気集合通路８に隣接して配置され、それぞれシリンダヘッド３の長手方向に延在している。

図４及び図７によく示されるように、上排気側ウォータージャケット３２は、下排気側ウォータージャケット３３に比べて細く、膨出部１９に沿って湾曲しており、長手方向の両端において主ウォータージャケット３１の長手方向の一端及び他端に連結している。下排気側ウォータージャケット３３は、排気集合通路８の平面形状に適合する略楕円の半分の形状をしており、長手方向の全体にわたって主ウォータージャケット３１に連結している。

ウォータージャケット３０では、各流路の断面積の設定によって各流路を流れる冷却水の流速が設定されている。すなわち、ウォータージャケット３０を所定の流量の冷却水が流れるときに、各流路の冷却水の流速が互いに異なるように流路断面積が設定されている。具体的には、上排気側ウォータージャケット３２、下排気側ウォータージャケット３３、主ウォータージャケット３１の順に冷却水の流速が高くなるように各流路の流路断面積が設定されている。

図５及び図６によく示されるように、上排気側ウォータージャケット３２は上側の２つの締結ボス２１の輪郭に沿うように、上側の締結ボス２１と排気集合部２５との間に形成される。下排気側ウォータージャケット３３は下側の２つの締結ボス２１の輪郭に沿うように、下側の締結ボス２１と排気集合部２５との間に形成される。

図２中の破線は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とが締結された際に、ブロック内ウォータージャケット５の上端が接する部分を示している。ブロック内ウォータージャケット５では、白抜き矢印に示すように冷却水が流通する。シリンダ列方向の一端でブロック内ウォータージャケット５の上端が対ブロック接合面３ａに接する部分には、対ブロック接合面３ａからシリンダヘッド３内を上方へと延びてウォータージャケット３０に連通する冷却水流入通路３４が２つ形成されている。冷却水流入通路３４は、主ウォータージャケット３１のシリンダ列方向の一端側にそれぞれ連通しており、ブロック内ウォータージャケット５から冷却水を流入させる。

また、ブロック内ウォータージャケット５の上端が対ブロック接合面３ａに接する破線部分のうち、冷却水流入通路３４よりもシリンダ列方向の他端側には、対ブロック接合面３ａからシリンダヘッド３内を上方へ延びてウォータージャケット３０に連通するバイパス通路３５が適所に形成されている。バイパス通路３５は、主ウォータージャケット３１に連通している。各バイパス通路３５は、冷却水流入通路３４よりも流路断面積が小さく形成されている。

上排気側ウォータージャケット３２におけるシリンダ列方向の他端（冷却水流入通路３４が設けられた側と異なる端部）には、冷却水をウォータージャケット３０から排出するための冷却水流出通路３６が形成されている。冷却水流出通路３６の外端は、配管やホース等を介してラジエータ（図示しない）へと連通される。主ウォータージャケット３１、上排気側ウォータージャケット３２及び下排気側ウォータージャケット３３では、冷却水流入通路３４から冷却水流出通路３６に向けて冷却水がシリンダ列方向に流通する。

図４及び図７によく示されるように、オイルジャケット４０は、主ウォータージャケット３１と上排気側ウォータージャケット３２との間に、これらに隣接し且つ離間して配置される。オイルジャケット４０には、オイル入口をなす冷却オイル流入通路４２と、オイル出口をなす冷却オイル排出通路４３とが接続される。オイルジャケット４０は、下排気側ウォータージャケット３３と協働して排気集合通路８を上下から挟むように排気集合通路８に隣接して配置され、シリンダヘッド３の長手方向に延在している。図３を参照して理解されるように、オイルジャケット４０は、４本の排気通路２４と排気集合部２５の上流側部分を上方から覆うように配置される。

冷却オイル流入通路４２は、シリンダブロック２の膨出部１９側の外面から斜め下方に向けて穿設され、上排気側ウォータージャケット３２の上方を通過してオイルジャケット４０の長手方向の一端部に至る第１通路孔４２ａを含んでいる。第１通路孔４２ａは、シリンダ列方向に延びてシリンダヘッド３の長手方向の端面に至る第２通路孔４２ｂに接続している。

冷却オイル排出通路４３は、オイルジャケット４０の長手方向の他端部から上方へ延びてカムホルダに至っている。オイルジャケット４０では、動弁機構１２を潤滑するための潤滑油が冷却オイルとして流通し、排気により加熱されたシリンダヘッド３を冷却する。冷却オイル流入通路４２及び冷却オイル排出通路４３は中子により形成されるものではなく、図４、図５及び図７に想像線で示されている。

図８～図１０は、図４中のVIII－VIII線、IX－IX線、Ｘ－Ｘ線に沿った断面図である。図８及び図１０に示す断面においては、オイルジャケット４０が、シリンダヘッド３をシリンダブロック２に締結するためのボルト用の挿通孔４５によって紙面の左右（シリンダ列に直交する方向）に分割されている。一方、これらの断面においては、シリンダ１の軸線を通る図９に示す断面に比べ、オイルジャケット４０がボルト用の挿通孔４５を越えてシリンダ１側へ張り出している。２本の排気通路２４に挟まれる股部８ｃを通る図１０の断面においては、オイルジャケット４０が股部８ｃを上方からだけでなくシリンダ１側からも覆うべく下方へ延出している。また、下排気側ウォータージャケット３３が股部８ｃを下方からだけでなくシリンダ１側からも覆うべく上方へ延出している。

シリンダヘッド３は以上のように構成されている。以下、このように構成されたシリンダヘッド３による作用効果を説明する。このシリンダヘッド３では、オイルジャケット４０が排気通路２４に隣接して形成されているため、暖機時にオイルが排気の熱によって早期に昇温される。

図１１は、オイルの排気からの受熱量を示すタイムチャートである。タイムチャートには、オイルジャケット４０が設けられない場合を比較例１として、また、オイルジャケット４０がボルト用の挿通孔４５のように排気通路２４間を上下方向に貫通する単純縦孔の形態で設けられた場合を比較例２として併せて示している。図１１に示されるように、本発明に係るシリンダヘッド３では、エンジンＥの始動後、比較例１や比較例２に比べて早期にオイルが昇温することがわかる。また、オイルジャケット４０がウォータージャケット３０により囲まれているため、暖機後のオイルの過熱は抑制される。

更に、ウォータージャケット３０がオイルジャケット４０を取り囲むように形成されたことにより、暖機後には排気集合部２５の排気出口８ｂ周りなどの高温になり易い部分がウォータージャケット３０によって効果的に冷却される。

図４及び図７によく示されるように、ウォータージャケット３０が燃焼室６に隣接してシリンダ列方向に延びる主ウォータージャケット３１を含むため、シリンダヘッド３の高温になりやすい排気ポート８ａ周りが主ウォータージャケット３１により冷却される。また、ウォータージャケット３０が排気集合部２５に隣接してシリンダ列方向に延びる上排気側ウォータージャケット３２を含むため、シリンダヘッド３の高温になりやすい排気出口８ｂ周りが上排気側ウォータージャケット３２により冷却される。

なお、オイルジャケット４０は主ウォータージャケット３１と上排気側ウォータージャケット３２とにより囲まれており、暖機後はこれらに冷却されることによってオイルの過熱が抑制される。

上記のように上排気側ウォータージャケット３２における流速は主ウォータージャケット３１における流速よりも高く設定されている。これにより、燃焼室６周りに比べて局所的に高温になりやすい排気ポート８ａ周りが高い流速の冷却水によって効果的に冷却される。

図３及び図４によく示されるように、ウォータージャケット３０は、排気集合部２５に隣接してシリンダヘッド３の股部８ｃを覆うようにシリンダ列方向に延びる下排気側ウォータージャケット３３を含んでいる。そのため、排気ポート８ａ周りや排気出口８ｂ周りの次に高温になりやすいシリンダヘッド３の股部８ｃ周りが下排気側ウォータージャケット３３によって冷却される。

また、オイルジャケット４０が股部８ｃを覆うように設けられるため、暖機時にはオイルが股部８ｃ周りの熱によって早期に昇温される。一方、暖機後は、オイルは冷却水に比べて高温になりやすいが、股部８ｃ周りが下排気側ウォータージャケット３３によって冷却されるためオイルの過熱が抑制される。

本実施形態では上排気側ウォータージャケット３２及びオイルジャケット４０が排気集合部２５に対して上側に設けられ、下排気側ウォータージャケット３３が排気集合部２５に対して下側に設けられている。そのため、より狭い排気集合部２５の下側にオイルジャケット４０を設ける場合に比べ、オイルジャケット４０を大きく形成することができる。これにより、暖機時にオイルをより早期に昇温させることが可能になる。また、ブロック内ウォータージャケット５から下排気側ウォータージャケット３３に冷却水を流入させる構成が簡単であり、この構成により排気集合通路８周りが効率的に冷却される。

図４及び図７によく示されるように、オイルジャケット４０はシリンダ列方向の一端及び他端に冷却オイル流入通路４２及び冷却オイル排出通路４３を有しており、オイルはオイルジャケット４０をシリンダ列方向に流通する。これにより、オイルジャケット４０の流路長が長くなり、オイルと排気との間の熱交換効率が向上する。

そして冷却オイル流入通路４２にはオイルポンプからオイルが供給され、オイルが高い流速でオイルジャケット４０を流通した後、冷却オイル排出通路４３から動弁機構１２に向けて送り出される。そのため、重力でオイルパンに戻るオイルをオイルジャケット４０に流通させる場合に比べ、高い流速でオイルがオイルジャケット４０を流通する。これにより、オイルと排気との間の熱交換効率が向上する。また、オイルジャケット４０を流通したオイルが動弁機構１２の潤滑に利用されるため、潤滑に必要なオイルの流量を増やす必要がなく、エンジンＥの負荷が増大することがない。

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、上記実施形態では、一例として４気筒ガソリンエンジンに本発明が適用されているが、発明の適用対象は多気筒エンジンであればよく、２気筒や３気筒、５気筒以上のエンジンＥや、ディーゼルエンジンであってもよい。また、上記実施形態ではオイルジャケット４０が排気通路２４に対して上側に配置されているが、オイルジャケット４０が排気通路２４に対して下側に配置されてもよい。この場合、上排気側ウォータージャケット３２と同様の構成とされた下排気側ウォータージャケット３３と主ウォータージャケット３１とによりオイルジャケット４０が囲まれるとよい。この他、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することができる。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 シリンダ
２ シリンダブロック
３ シリンダヘッド
６ 燃焼室
８ 排気集合通路
８ａ 排気ポート
８ｂ 排気出口
８ｅ 股部
１２ 動弁機構
２４ 排気通路
２５ 排気集合部
２９ ヘッド内冷却液通路
３０ ウォータージャケット
３１ 主ウォータージャケット
３２ 上排気側ウォータージャケット（第１排気側ウォータージャケット）
３３ 下排気側ウォータージャケット（第２排気側ウォータージャケット）
４０ オイルジャケット
４２ 冷却オイル流入通路（オイル入口）
４３ 冷却オイル排出通路（オイル出口）
Ｅ エンジン

Claims (6)

1. 複数のシリンダが一列に形成されたシリンダブロックの上部に締結され、前記シリンダ内を摺動するピストンの頂面との間に燃焼室を形成する多気筒エンジンのシリンダヘッドであって、
   前記シリンダごとに設けられ、対応する前記燃焼室からシリンダ列方向に交差する方向へ延びる排気通路と、
   複数の前記排気通路に共通に接続された排気集合部と、
   前記排気通路に隣接して形成されたオイルジャケットと、
   前記燃焼室及び前記排気集合部に隣接して、前記オイルジャケットを取り囲むように形成されたウォータージャケットとを有し、
   前記ウォータージャケットが、前記燃焼室に隣接して前記シリンダ列方向に延びる主ウォータージャケットと、前記排気通路に対して前記オイルジャケットと同じ側にて前記排気集合部に隣接して前記シリンダ列方向に延び、前記主ウォータージャケットの前記シリンダ列方向の一端及び他端に接続する第１排気側ウォータージャケットとを含み、
   前記オイルジャケットが前記主ウォータージャケットと前記第１排気側ウォータージャケットとにより囲まれており、
   前記第１排気側ウォータージャケットにおける流速が前記主ウォータージャケットにおける流速よりも高いことを特徴とするシリンダヘッド。
2. 前記ウォータージャケットが、前記排気通路に対して前記オイルジャケットと相反する側にて前記排気集合部に隣接して前記シリンダ列方向に延びる第２排気側ウォータージャケットを含み、
   互いに隣接する前記排気通路の互いに近接する部分によって挟まれる前記シリンダヘッドの股部を覆うように前記第２排気側ウォータージャケットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッド。
3. 前記股部を覆うように前記オイルジャケットが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のシリンダヘッド。
4. 前記第１排気側ウォータージャケット及び前記オイルジャケットが前記排気集合部に対して上側に設けられ、前記第２排気側ウォータージャケットが前記排気集合部に対して下側に設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のシリンダヘッド。
5. 前記オイルジャケットが、前記シリンダ列方向の一端に設けられたオイル入口と、前記シリンダ列方向の他端に設けられたオイル出口とを有す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シリンダヘッド。
6. 前記オイル入口にはオイルポンプからオイルが供給され、前記オイル出口から動弁機構に向けて前記オイルが送り出されることを特徴とする請求項５に記載のシリンダヘッド。

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