JPH089401Y2 - Cylinder head cooling structure for multi-cylinder air-cooled engine - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は多気筒空冷機関（以下、空冷エンジンと呼
ぶ）の冷却構造に関し、殊にシリンダヘッド外壁周りに
多数の冷却（放熱）フィンを備えたシリンダヘッドの冷
却構造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a cooling structure for a multi-cylinder air-cooled engine (hereinafter referred to as an air-cooled engine), and in particular, is provided with a large number of cooling (radiating) fins around the outer wall of a cylinder head. Cylinder head cooling structure.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に空冷エンジンのシリンダヘッドは、主に熱伝導
率が大きく加工性の良いアルミ合金鋳物で作られてお
り、その出力は、アルミ合金鋳物の強度が極端に低下し
ない温度範囲で抑えなければならない。従って、（出力
／重量）を大きくするにはシリンダヘッドをいかに効率
よく冷却するかが大きな課題となっている。Generally, a cylinder head of an air-cooled engine is mainly made of an aluminum alloy casting having a large thermal conductivity and good workability, and its output must be suppressed within a temperature range in which the strength of the aluminum alloy casting does not extremely decrease. Therefore, in order to increase (output / weight), how to cool the cylinder head efficiently is a major issue.

このため現在では、シリンダヘッドの外壁に沿って多
数の冷却フィンを延設し、走行に伴ってエンジン周りに
導かれる冷却風とシリンダヘッドとの接触面積を大きく
して、冷却効率を高めようとしている。For this reason, at present, many cooling fins are extended along the outer wall of the cylinder head to increase the contact area between the cooling air guided around the engine and the cylinder head as the vehicle travels to increase the cooling efficiency. There is.

また実開昭58−42345号公報には、同様な目的を持
ち、シリンダブロック周りの冷却を高めるべく、隣接す
るシリンダ間に位置するシリンダブロック部分に冷却風
が通過するための風抜穴を設け、冷却風がシリンダ配列
方向と直交する方向から受けるようにしたシリンダブロ
ックが開示されている。In addition, Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-42345 has a similar purpose, and in order to enhance the cooling around the cylinder block, an air vent hole for passing cooling air is provided in the cylinder block portion located between the adjacent cylinders. A cylinder block is disclosed in which cooling air is received from a direction orthogonal to the cylinder arrangement direction.

〔考案が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the device]

ところでシリンダ間隔の狭い多気筒エンジンのシリン
ダヘッドにおいては、当然ながら発熱部分間の距離が短
いため特に効率良い冷却が求められている。しかしなが
らこの多気筒エンジンを含め、一般的な空冷エンジンに
設けられる冷却フィンの形状は、要求される出力及び諸
元から計算される放熱面積によって決められている。即
ち、フィン形状とシリンダ周りを流れる風量や流れ方向
についての細かい検討は加えられておらず、このため多
気筒空冷エンジンの各気筒間は冷却風のための通路断面
積が減少し、風量低下が著しく冷却性が悪い。By the way, in a cylinder head of a multi-cylinder engine with a narrow cylinder interval, of course, the distance between the heat generating portions is short, so that particularly efficient cooling is required. However, the shape of the cooling fins provided in a general air-cooled engine including this multi-cylinder engine is determined by the required output and the heat radiation area calculated from the specifications. In other words, no detailed study has been added on the fin shape and the amount of air flowing around the cylinder and the flow direction.Therefore, the cross-sectional area for cooling air between the cylinders of a multi-cylinder air-cooled engine is reduced, and the air flow is reduced. Remarkably poor cooling performance.

本考案はかかる現状に鑑み、各気筒間を流れる冷却風
の風量を従来より増加し、冷却効率を高めた多気筒空冷
エンジンのシリンダヘッド冷却構造を提供することを目
的とする。In view of the present situation, an object of the present invention is to provide a cylinder head cooling structure for a multi-cylinder air-cooled engine in which the amount of cooling air flowing between the cylinders is increased as compared with the prior art and the cooling efficiency is improved.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するため本考案によれば、シリンダヘ
ッド外壁に沿って多数の冷却フィンを形成した多気筒空
冷機関において、隣り合うシリンダヘッド外壁面及び該
シリンダヘッド外壁面周りの冷却フィンにより形成され
る空気通路のうち、上記隣り合うシリンダヘッド外壁面
間距離が小さく通路断面積が小さい通路部分の上記冷却
フィン部分を、シリンダヘッド外壁面に向かって切り欠
いたことを特徴とする多気筒空冷機関のシリンダヘッド
冷却構造が提供される。To achieve the above object, according to the present invention, in a multi-cylinder air-cooled engine in which a large number of cooling fins are formed along the outer wall of the cylinder head, the multi-cylinder air cooling engine is formed by adjacent outer wall surfaces of the cylinder head and cooling fins around the outer wall surface of the cylinder head. Among the air passages, the multi-cylinder air-cooled engine is characterized in that the cooling fin portion of the passage portion having a small distance between adjacent cylinder head outer wall surfaces and a small passage cross-sectional area is cut toward the cylinder head outer wall surface. A cylinder head cooling structure is provided.

〔作用〕[Action]

シリンダヘッド外壁面周りに延びる冷却フィンの内、
小なる空気通路断面となる空気通路部分を形成する、冷
却フィンを一部、切り欠くことにより、この部分での冷
却風通路面積が増大し、また通風抵抗の減少により冷却
風量が増大する。Of the cooling fins that extend around the outer wall of the cylinder head,
By notching a part of the cooling fin that forms an air passage portion having a small air passage cross section, the cooling air passage area in this portion is increased, and the cooling air flow is increased due to the reduction in ventilation resistance.

〔実施例〕〔Example〕

図面を参照して本考案の各実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１図は、紙面に対して垂直方向に直列配置された多
気筒空冷エンジン１の、一気筒縦断面を示すものであっ
て、図において２はシリンダヘッド、３はシリンダバレ
ルである。FIG. 1 shows a vertical cross section of one cylinder of a multi-cylinder air-cooled engine 1 arranged in series in a direction perpendicular to the plane of the drawing, in which 2 is a cylinder head and 3 is a cylinder barrel.

シリンダヘッド２及びシリンダバレル３の各外壁には
多数の冷却フィン４及び５が設けられており、車両（図
示せず）走行時、冷却風は図中左方より右方へと流れる
ものとする。尚、この場合、矢印で示した冷却風流れ方
向の下流側には、冷却効果を高めるため、冷却フィン５
に近接してバッフル板６が設けられるが、その作用は第
２図を参照して後述する。A large number of cooling fins 4 and 5 are provided on the outer walls of the cylinder head 2 and the cylinder barrel 3, respectively, and the cooling air flows from the left side to the right side in the drawing when the vehicle (not shown) travels. . In this case, in order to enhance the cooling effect, the cooling fins 5 are provided on the downstream side in the cooling air flow direction indicated by the arrow.
A baffle plate 6 is provided in the vicinity of the above, and its function will be described later with reference to FIG.

第２図は第１図II−II線に沿うシリンダヘッド２の横
断面を、又第３図は第２図III−III線に沿うシリンダヘ
ッドの縦断面を夫々示している。2 shows a cross section of the cylinder head 2 taken along the line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 shows a vertical cross section of the cylinder head taken along the line III-III in FIG.

第２図に矢印で示したように、シリンダヘッド２へと
流れ込む冷却風は、周状なるシリンダヘッド外壁面2aに
沿って流れ、隣接し合う２つのシリンダヘッド外壁面2a
間距離が最も小さくなる間隙部７を通って右方へと流れ
ることになるが、その下流側には前述したようにバッフ
ル板６が配置され、このバッフル板６は図示した位置に
冷却風出口８を形成するように紙面に対して垂直に延び
るように冷却フィン５外周に取り付けられる。従って上
記間隙部７を経た冷却風流れは図中矢印で示したよう
に、下流側のシリンダヘッド外壁面2aに沿って流れ、こ
の外壁面2aを冷却した後、上記冷却風出口８より流出
し、以上のようにしてシリンダヘッド２を通過すること
になる。As indicated by the arrow in FIG. 2, the cooling air flowing into the cylinder head 2 flows along the circumferential cylinder head outer wall surface 2a, and the two adjacent cylinder head outer wall surfaces 2a.
Although it will flow to the right through the gap 7 having the smallest distance, the baffle plate 6 is arranged on the downstream side as described above, and this baffle plate 6 is located at the position shown in the drawing for the cooling air outlet. The cooling fins 5 are attached to the outer periphery of the cooling fins 5 so as to extend perpendicularly to the plane of the drawing so as to form 8. Therefore, the cooling air flow passing through the gap portion 7 flows along the outer wall surface 2a of the cylinder head on the downstream side as shown by the arrow in the figure, and after cooling the outer wall surface 2a, it flows out from the cooling air outlet 8. The cylinder head 2 is passed through as described above.

ところで、以上の様に構成されるシリンダヘッド２の
放熱量は、シリンダヘッド２の伝熱表面積や熱伝達率に
比例し、更にこの熱伝達率はシリンダヘッド２に設けら
れる冷却フィン５の形状及びシリンダヘッド２を通過す
る冷却風量に影響される。即ち冷却フィン５の形状を図
示するような定常形とした場合、上記放熱量を増すには
シリンダヘッド２を通過する冷却風量を増加させる必要
がある。By the way, the heat radiation amount of the cylinder head 2 configured as described above is proportional to the heat transfer surface area and the heat transfer coefficient of the cylinder head 2, and this heat transfer coefficient is the shape and shape of the cooling fins 5 provided on the cylinder head 2. It is affected by the amount of cooling air passing through the cylinder head 2. That is, when the shape of the cooling fins 5 is a steady type as shown in the figure, it is necessary to increase the amount of cooling air passing through the cylinder head 2 in order to increase the heat radiation amount.

そして図示したシリンダヘッド２において、この冷却
風量を増やすためには、隣接し合うシリンダヘッド外壁
面2a間の空間をシリンダ軸線Ａ（第１図）に対し垂直に
区切る冷却フィン５及びバッフル板６によって画成され
る空気通路９を通る冷却風の圧力損失を出来るだけ低減
する必要がある。このため本考案によれば、隣接する２
つのシリンダヘッド外壁面2a間距離が最も小さくなり空
気通路断面積が最も小さくなる間隙７周囲の冷却フィン
５は、シリンダサイド10を頂点として三角形状に切り欠
かれる。この結果、図示した空気通路９は、冷却フィン
５の裏側に形成される別の空気通路と連通することにな
り、この間隙７における通路断面積が切り欠かれた冷却
フィンの厚さ分だけ増加し、この間隙７における圧力損
失量を、切り欠きを設けない従来のシリンダヘッド冷却
構造と比較して低減することができ、それ故、冷却風量
を増加させ冷却性を格段に向上することができる。尚、
この切り欠き形状に関しては、冷却フィン５間に取り込
まれた冷却風が切り欠きを介してシリンダヘッド上下方
向に抜けてしまい、その結果シリンダヘッドの温度分布
が著しく不均一になるのを防止するため、例えば第１図
の矢印a,b及びｃに示す冷却フィンについては切り欠き
を設けないようにしても良い。In the illustrated cylinder head 2, in order to increase the cooling air volume, a cooling fin 5 and a baffle plate 6 are used to partition the space between the adjacent cylinder head outer wall surfaces 2a perpendicularly to the cylinder axis A (FIG. 1). It is necessary to reduce the pressure loss of the cooling air passing through the defined air passage 9 as much as possible. Therefore, according to the present invention, the adjacent two
The cooling fins 5 around the gap 7 where the distance between the two cylinder head outer wall surfaces 2a is the smallest and the air passage cross-sectional area is the smallest is cut out in a triangular shape with the cylinder side 10 as the apex. As a result, the illustrated air passage 9 communicates with another air passage formed on the back side of the cooling fin 5, and the passage cross-sectional area in this gap 7 is increased by the thickness of the notched cooling fin. However, the amount of pressure loss in the gap 7 can be reduced as compared with the conventional cylinder head cooling structure in which the notch is not provided, and therefore, the cooling air amount can be increased and the cooling performance can be remarkably improved. . still,
With respect to this cutout shape, in order to prevent the cooling air taken between the cooling fins 5 from passing through the cutouts in the vertical direction of the cylinder head, and as a result, the temperature distribution of the cylinder head becomes significantly uneven. For example, the cooling fins shown by the arrows a, b and c in FIG. 1 may not be provided with the cutouts.

ところで、上述したように冷却フィン５の一部を切り
欠く場合、前述した放熱量に寄与する伝熱表面積の減少
は避け得ない事実である。しかしながら上述した実施例
は、この伝熱表面積減少に伴う放熱量減少分が、冷却風
量増大に伴う放熱量増加分に比較して格段に少ないとい
う事実を踏まえて提供されたものである。By the way, when a part of the cooling fin 5 is cut out as described above, it is an unavoidable fact that the reduction of the heat transfer surface area that contributes to the amount of heat radiation is reduced. However, the above-described embodiment is provided in view of the fact that the amount of decrease in the amount of heat radiation due to the decrease in the surface area for heat transfer is significantly smaller than the amount of increase in the amount of heat radiation due to the increase in the amount of cooling air.

第４図及び第５図は、上述した上記冷却フィンの切り
欠きに関し、伝熱表面積の減少をできるだけ抑えた本考
案の別実施例を示す図である。FIGS. 4 and 5 are views showing another embodiment of the present invention in which the reduction of the heat transfer surface area is suppressed as much as possible in relation to the above-mentioned notch of the cooling fin.

即ち、第４図に示す実施例では、冷却フィン５をシリ
ンダサイド10において円弧状に切り欠くことにより、図
中点線で示した先の実施例の切り欠きよりも冷却フィン
５を多く残している。又、本実施例では間隙７を通過し
た後の、冷却風のシリンダヘッド外壁面2aに沿う流れを
強めるため、四角柱状のバッフル11を冷却フィン５の下
流側端部5cより間隙７に近接して配置し、バッフル11の
エッジ及び側面によって、間隙７を通過した冷却風が左
右のシリンダヘッド外壁面に向かって分岐するようにし
ている。尚、このバッフル11はその形状故に、複数の冷
却フィン５を貫通するように設置され、又バッフル11、
シリンダヘッド外壁面2a及び上下の冷却フィン５によっ
て画成される空気通路９′の断面積がシリンダサイド10
の空気通路断面積より小さくならないように、間隙７を
介する冷却風の流れに対して約45°、バッフルの側面を
傾斜させつつ適当な位置に配置される。That is, in the embodiment shown in FIG. 4, the cooling fins 5 are cut out in an arc shape on the cylinder side 10 to leave more cooling fins 5 than the notches of the previous embodiment shown by the dotted line in the drawing. . Further, in this embodiment, in order to strengthen the flow of the cooling air after passing through the gap 7 along the outer wall surface 2a of the cylinder head, the square column-shaped baffle 11 is placed closer to the gap 7 than the downstream end 5c of the cooling fin 5. The cooling air passing through the gap 7 is branched toward the outer wall surfaces of the left and right cylinder heads by the edges and side surfaces of the baffle 11. Due to its shape, the baffle 11 is installed so as to penetrate through the plurality of cooling fins 5, and the baffle 11,
The cross-sectional area of the air passage 9 ′ defined by the cylinder head outer wall surface 2 a and the upper and lower cooling fins 5 is the cylinder side 10.
Of the baffle is inclined at an angle of about 45 ° with respect to the flow of the cooling air through the gap 7 so as not to become smaller than the cross-sectional area of the air passage.

又、第５図に示す実施例は、第６図フィン断面に具体
的に示すように、切り欠き形成による伝熱表面積の減少
を極力抑えるため、冷却フィン５の切り欠き部エッジ5d
をナイフエッジのように傾斜加工し、一方でシリンダサ
イド10近傍の空気通路断面積増加を確保するものであ
る。Further, in the embodiment shown in FIG. 5, as specifically shown in the fin cross section in FIG. 6, in order to suppress the reduction of the heat transfer surface area due to the formation of the notch as much as possible, the notch edge 5d of the cooling fin 5 is formed.
Is inclined like a knife edge, while increasing the cross-sectional area of the air passage near the cylinder side 10.

第７図は第２図に示した実施例に関連し、冷却フィン
５上において冷却風の流れが停滞し、いわゆるフィン効
果が小さい領域を削除したものであって、この削除され
たフィン端部には、冷却風がシリンダヘッド外壁面2aに
沿って流れるように紙面に対して垂直に延びるバッフル
板12が装着される。この場合、第２図に示す実施例と比
較して、冷却フィン５の部分的削除に伴ってシリンダヘ
ッド２の小型・軽量化が可能となる。FIG. 7 relates to the embodiment shown in FIG. 2, and is a view in which a region where the flow of cooling air is stagnant on the cooling fins 5 and the so-called fin effect is small is deleted, and the deleted fin ends are shown. A baffle plate 12 that extends perpendicularly to the paper surface is attached to this so that the cooling air flows along the outer wall surface 2a of the cylinder head. In this case, compared with the embodiment shown in FIG. 2, the cylinder head 2 can be made smaller and lighter due to the partial removal of the cooling fins 5.

尚、気筒間の冷却フィン5,5は振動による相互の干渉
を防止するために、１〜2mm程度の隙間を設定すること
が好ましい。また冷却フィンの切り欠きは必ずしもシリ
ンダヘッド外壁面に達するように設けなくともよい。The cooling fins 5, 5 between the cylinders preferably have a clearance of about 1 to 2 mm in order to prevent mutual interference due to vibration. Further, the notch of the cooling fin does not necessarily have to be provided so as to reach the outer wall surface of the cylinder head.

〔考案の効果〕[Effect of device]

以上説明したように、本考案によればシリンダサイド
の冷却フィンを部分的に切り欠くことにより、この領域
での空気通路断面積を切り欠きを設けないシリンダヘッ
ドに比べて増加することができ、従って冷却風量の増加
に伴って冷却効果を高めることができる。As described above, according to the present invention, by partially notching the cooling fins on the cylinder side, it is possible to increase the cross-sectional area of the air passage in this region as compared with a cylinder head having no notch, Therefore, the cooling effect can be enhanced as the cooling air volume increases.

加えて本考案によれば冷却フィンの切り欠きによりシ
リンダヘッド重量を低減することができる。In addition, according to the present invention, the weight of the cylinder head can be reduced by the notch of the cooling fin.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本考案によるシリンダヘッドの縦断面図；第２
図は第１図II−II線に沿う第１実施例のシリンダヘッド
横断面図；第３図は第２図III−III線に沿うシリンダヘ
ッドの縦断面図；第４図は第２図実施例に類似し、切り
欠き及びバッフルの形状を変えた第２実施例としてのシ
リンダヘッド横断面図；第５図は冷却フィンの切り欠き
端部に傾斜を設けた第３実施例としてのシリンダヘッド
横断面図；第６図は第５図VI−VI線に沿う部分的冷却フ
ィン断面図；第７図は第４図に示す実施例をさらに改善
し、バッフルの形状を変えた第４実施例としてのシリン
ダヘッド横断面図。 ２…シリンダヘッド、2a…シリンダヘッド外壁面 ５…冷却フィン、７…間隙、９…空気通路。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a cylinder head according to the present invention;
1 is a horizontal sectional view of the cylinder head of the first embodiment taken along the line II-II in FIG. 1; FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the cylinder head taken along the line III-III in FIG. 2; FIG. Similar to the example, a cross-sectional view of a cylinder head as a second embodiment in which the shapes of notches and baffles are changed; FIG. 5 is a cylinder head as a third embodiment in which the notched ends of the cooling fins are inclined. FIG. 6 is a cross-sectional view of a partial cooling fin taken along the line VI-VI in FIG. 5; FIG. 7 is a fourth embodiment in which the embodiment shown in FIG. 4 is further improved and the shape of the baffle is changed. Cross-sectional view of a cylinder head as an example. 2 ... Cylinder head, 2a ... Cylinder head outer wall surface 5 ... Cooling fin, 7 ... Gap, 9 ... Air passage.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 鈴木 正利 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)考案者 片桐 晴郎 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)考案者 入谷 昌徳 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−206652（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−83408（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−161406（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−42345（ＪＰ，Ｕ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masatoshi Suzuki Masatoshi Aichi-gun Nagakute-cho, Aichi Prefecture, Nagatoji 1 41 of Yokomichi Toyota Central Research Institute Co., Ltd. 1 in 41 Chuo-dori, Toyota Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Masanori Iriya, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Pref. 1-41, Yokochi Central Research Co., Ltd. (56) References JP 59 -206652 (JP, A) JP 61-83408 (JP, A) Actually opened 54-161406 (JP, U) Actually opened 58-42345 (JP, U)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】シリンダヘッド外壁に沿って多数の冷却フ
ィンを形成した多気筒空冷機関において、隣り合うシリ
ンダヘッド外壁面及び該シリンダヘッド外壁面周りの冷
却フィンにより形成される空気通路のうち、上記隣り合
うシリンダヘッド外壁面間距離が小さく通路断面積が小
さい通路部分の上記冷却フィン部分を、シリンダヘッド
外壁面に向かって切り欠いたことを特徴とする多気筒空
冷機関のシリンダヘッド冷却構造。1. In a multi-cylinder air-cooled engine in which a large number of cooling fins are formed along an outer wall of a cylinder head, among the air passages formed by the outer wall surfaces of adjacent cylinder heads and cooling fins around the outer wall surface of the cylinder head, A cylinder head cooling structure for a multi-cylinder air-cooled engine, characterized in that the cooling fin portion of a passage portion having a small distance between adjacent cylinder head outer wall surfaces and a small passage cross-sectional area is cut out toward the cylinder head outer wall surface.