JP4392300B2

JP4392300B2 - シリンダヘッドの冷却構造

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Publication number: JP4392300B2
Application number: JP2004213749A
Authority: JP
Inventors: 克之塩田; 智彦古田
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2004-07-22
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2024-07-22
Also published as: CN1989322B; JP2006029305A; CN1989322A

Description

本発明は、空冷式のエンジンに関し、特にエンジンのシリンダヘッドの冷却構造に関する。

従来から、空冷式のエンジンにおいては、冷却ファンから送風される冷却風をエアクリーナ側からシリンダヘッド内に導入し、シリンダヘッド内に形成した冷却風通路を通過させて反対側から排出することでシリンダヘッドを冷却する構造は公知となっている。

このようなシリンダヘッドの冷却構造では、シリンダヘッドの冷却ファン側の側面において、吸気マニホールドのダクトと連通する吸気ポートの両側にそれぞれ第一導入口と第二導入口が設けられ、これらの導入口からシリンダヘッド内に冷却ファンからの冷却風が導入されるように構成されている。そして、前記吸気マニホールドのダクトの両側にガイドが設けられ、該ガイドにより冷却ファンからの冷却風が前記導入口に案内されて、第一連通孔から導入した冷却風が、シリンダヘッドの反対側の側面に設けられた排出口に向かって略直線状に形成された第一冷却風通路を流れて、該排出口から外部に排出され、第二連通孔から導入された冷却風が、第二冷却風通路からシリンダヘッド中央に配置された吸気バルブと排気バルブとの間に形成された第三冷却風通路を流れた後、前記第一冷却風通路を流れる冷却風に合流し、前記排出口から外部に排出されるように構成されている。（例えば、特許文献１参照。）。
特公平１−４８３８７号公報

従来のエンジンにおいては、冷却ファンからの冷却風をシリンダヘッド内にガイドするガイド部材を第一導入口との間に間隙が生じるようにシリンダヘッドに取り付け、該間隙から冷却ファンからの冷却風の一部を外部に逃して、第一導入口から第一冷却風通路に導入される冷却風の風量を第二導入口から第二冷却風通路に導入される冷却風の風量に比べて減少させることで、第二冷却風通路から第三冷却風通路に冷却風を流れやすくし、第三冷却風通路を流れる冷却風を増大させて、冷却効果の向上を図っているが、これではガイド部材の間隙より冷却ファンからの冷却風の一部が排出されることになるため、シリンダヘッド内を通過する冷却風の全体的な風量が減少し、十分な冷却効果を得ることができないという問題があった。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、クランク軸（１３）の一端に冷却ファン（１２）を設け、該冷却ファン（１２）からの冷却風をシリンダヘッド（４）に導き冷却する構成において、該冷却ファン（１２）の上方に吸気マニホールド（８）を配置し、該吸気マニホールド（８）の左右中央にエアクリーナ（９）から空気を吸入するためのダクト（５１）を設け、該ダクト（５１）の両側から、前記シリンダヘッド（４）に配置する吸気バルブ、排気バルブ、燃料噴射ノズルに冷却風を送る構成であって、前記ダクト（５１）の左右一側に遮蔽板（５５）を設け、該遮蔽板（５５）は、前記冷却ファン（１２）の回転軌跡の接線に対して略直角方向に配置したものである。

請求項２においては、クランク軸（１３）の一端に冷却ファン（１２）を設け、該冷却ファン（１２）からの冷却風をシリンダヘッド（４）に導き冷却する構成において、該冷却ファン（１２）の上方に吸気マニホールド（８）を配置し、該吸気マニホールド（８）の左右中央にエアクリーナ（９）から空気を吸入するためのダクト（５１）を設け、該ダクト（５１）の両側から、前記シリンダヘッド（４）に配置する吸気バルブ、排気バルブ、燃料噴射ノズルに冷却風を送る構成であって、前記ダクト（５１）の左右一側に遮蔽板（５５）を設け、該遮蔽板（５５）は、前記シリンダヘッド（４）側方に配置されるマフラー（７）と反対側に配置したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１に記載の如く、クランク軸（１３）の一端に冷却ファン（１２）を設け、該冷却ファン（１２）からの冷却風をシリンダヘッド（４）に導き冷却する構成において、該冷却ファン（１２）の上方に吸気マニホールド（８）を配置し、該吸気マニホールド（８）の左右中央にエアクリーナ（９）から空気を吸入するためのダクト（５１）を設け、該ダクト（５１）の両側から、前記シリンダヘッド（４）に配置する吸気バルブ、排気バルブ、燃料噴射ノズルに冷却風を送る構成であって、前記ダクト（５１）の左右一側に遮蔽板（５５）を設けたので、シリンダヘッド内に形成した左右の冷却風通路のうち、左右一側の冷却風通路を遮蔽板により遮ることができる。これにより、他側の冷却風通路を流れる冷却風の風量を増加させることが可能となるため、吸気バルブ、排気バルブ、噴射ノズルに一方向から多量の冷却風を送ることができ、シリンダヘッドの冷却効率が向上する。また、左右一側の冷却風通路を流れる冷却風の風量の増加を、遮蔽板を設けるだけの簡単な構成で実現できるので、コストアップを最小限に抑えることができる。

また、該遮蔽板（５５）は、前記冷却ファン（１２）の回転軌跡の接線に対して略直角方向に配置したことから、遮蔽板の遮蔽効果を高くすることができる。

請求項２に記載の如く、該遮蔽板（５５）は、前記シリンダヘッド（４）側方に配置されるマフラー（７）と反対側に配置したことから、シリンダヘッド内に形成した左右の冷却風通路のうち、マフラー側の冷却風通路により多く冷却風を送風することができ、シリンダヘッドを効率良く冷却することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の一実施例に係るエンジンの側面図である。

図２は同じく背面図である。

図３は吸気マニホールドの取付部分の拡大図である。

図４はシリンダヘッドの平面断面図である。

図５は吸気マニホールドの正面図である。

図６は同じく底面図である。

図７は吸気マニホールドの別実施例を示す正面図である。

図１、図２に示すように、エンジン１においては、クランクケース２とシリンダブロック３とが備えられ、該シリンダブロック３上にシリンダヘッド４が配設されている。そして、該シリンダヘッド４上にボンネット５が取り付けられている。なお、本実施例においては、便宜的に図１における矢印Ａの方向をエンジン１の前方向とする。また、図１から図４に示す矢印は冷却風の流れを示すものである。

前記シリンダヘッド４の前側側面には排気マニホールド６がフランジを介して取り付けられ、該排気マニホールド６の先端がシリンダヘッド４の右側方に配置されたマフラー７に接続されている。一方、シリンダヘッド４の後側側面には吸気マニホールド８が取り付けられ、該吸気マニホールド８の先端にシリンダヘッド４の後側方に配置されたエアクリーナ９が接続されている。また、シリンダヘッド４の左側方には燃料タンク１０が配置されている。

前記エアクリーナ９の下方には冷却ファン１２が配置されている。冷却ファン１２はクランクケース２から延出されるクランク軸１３の端部に固定されたフライホイール１４と、該フライホイール１４の外側外周部に固設された複数のフィン１５とからなり、クランクケース２及びシリンダブロック３に取り付けられたファンケース１６により覆われて、ファンケース１６内に吸い込んだ空気を冷却風としてシリンダブロック３やシリンダヘッド４などに送り、これらの部材を冷却風で冷却するように構成されている。

図３、図４に示すように、前記シリンダヘッド４においては、その中央部に排気バルブ挿入用孔２１と吸気バルブ挿入用孔２２とが前後に並設され、該排気バルブ挿入用孔２１に排気ポート２３が連通され、吸気バルブ挿入用孔２２に吸気ポート２４が連通されている。該排気ポート２３と吸気ポート２４はシリンダヘッド４の左右略中央に位置するように形成されており、排気ポート２３の出口２５がシリンダヘッド４の前側側面に開口され、吸気ポート２４の入口２６がシリンダヘッド４の後側側面に開口されている。

前記シリンダヘッド４の後側側面に開口された吸気ポート２４の入口２６の左右両側には第一導入口３１と第二導入口３２とが設けられ、該第一導入口３１と第二導入口３２より冷却ファン１２からの冷却風がシリンダヘッド４内に導入されるように構成されている。

また、前記シリンダヘッド４の前側側面に開口された排気ポート２３の出口２５の左右両側には第一排出口３３と第二排出口３４とが設けられ、該第一排出口３３と第二排出口３４から、前記第一導入口３１と第二導入口３２よりシリンダヘッド４内に導入した冷却風が排出されるように構成されている。なお、第一排出口３３は第二排出口３４と比べて開口面積が大きくなるように形成され、シリンダヘッド４内の冷却風が主に第一排出口３３から排出されるようになっている。

そして、前記シリンダヘッド４内において、排気ポート２３及び吸気ポート２４の左側に、シリンダヘッド４の後側側面の第一導入口３１から導入された冷却風を前側側面の第一排出口３３に向かって略直線状に流す第一冷却風通路３６が形成されている。また、排気ポート２３及び吸気ポート２４の右側に、シリンダヘッド４の後側側面の第二導入口３２から導入された冷却風を、前側側面の第二排出口３４に向かって流す第二冷却風通路３７が形成されている。

さらに、排気バルブ挿入用孔２１上に配置される排気バルブの支持部４５と、吸気バルブ挿入用孔２２上に配置される吸気バルブの支持部４６との間に、前記第一冷却風通路３６と第二冷却風通路３７とを連通する第三冷却風通路３８が形成されている。第三冷却風通路３８は、シリンダヘッド４の後側側面の第二導入口３２から導入された冷却風の一部を第二冷却風通路３７から第一冷却風通路３６に向かって流すものであり、その中途部に燃料噴射ノズルの支持部４７を配置して排気バルブと吸気バルブに加えて燃料噴射ノズルにも冷却風を送風して冷却できるようにしている。

そして、このように構成されるシリンダヘッド４の後側側面に、前記吸気マニホールド８が取り付けられるようになっている。図５、図６に示すように、吸気マニホールド８はエアクリーナ９からの空気を吸入し、シリンダヘッド４の吸気ポート２４に導くためのダクト５１と、冷却ファン１２からの冷却風を導入口３１・３２からシリンダヘッド４内へ案内するガイド５２とからなり、ダクト５１の左右両側にガイド５２が一体的に形成されている。

ガイド５２は、ダクト５１の上下中途部から左右水平方向に延出する上壁５２ａと、該上壁５２ａの後側縁部に連続して下方へ延出する後壁５２ｂと、該後壁５２ｂの両側からシリンダヘッド４側に延出する左右の側壁５２ｃとからなり、後壁５２ｂ及び側壁５２ｃの下側縁部で、ファンケース１６の上部とシリンダヘッド４の後側側面に接続されて、ファンケース１６内とシリンダヘッド４内とを連通するように構成されている。

ガイド５２内においては、左右一側の側壁５２ｃと、ダクト５１との間に遮蔽板５５が設けられ、該遮蔽板５５の先端をシリンダヘッド４の後側側面近傍まで延出させることにより、一方の導入口３１（３２）の大部分を遮蔽して、他方の導入口３２（３１）からファンケース１６内から送風される冷却風の大部分が導入されるように構成されている。

前記遮蔽板５５は、図２に示すように、冷却ファン１２の回転軌跡の接線に対して略直角方向に位置するように左右水平に配置され、冷却ファン１２からの冷却風に対する遮蔽効果を高めている。

そして本実施例では、遮蔽板５５はダクト５１の左側で、シリンダヘッド４の右側方に配置されたマフラー７の反対側に設けられ、第一導入口３１と略等しい左右幅を有して、吸気マニホールド８がシリンダヘッド４の後側側面に取り付けられた際に、第一導入口３１を遮蔽するように構成されている。これにより、冷却ファン１２からの冷却風はガイド５２で遮蔽板５５により遮られて、第一導入口３１の代わりに第二導入口３２からシリンダヘッド４内に導入されることになり、第一冷却風通路３６を流れる冷却風の風量と比べて、第二冷却風通路３７を流れる冷却風の風量が増加することになる。

ここでは、前記遮蔽板５５はシリンダヘッド４の底板４１に当接して、第一導入口３１を完全に遮蔽するのではなく、図３に示すように、底板４１よりも若干上方に配置され、その先端とシリンダヘッド４の間に隙間４２が生じるように構成されている。つまり、遮蔽板５５と底板４１は平面視で重なることなく、上下略平行に配置して上下に位置をずらせて配置して隙間４２を形成している。よって、冷却ファン１２からの冷却風の一部が該隙間４２を通って第一導入口３１からシリンダヘッド４内に導入されて、第一冷却風通路３６を流れることになり、第二冷却風通路３７側からだけでなく反対の第一冷却風通路３６側のからも冷却できるようになる。

また、前記遮蔽板５５はダクト５１とガイド５２と一体的に構成され、吸気マニホールド８を安価に構成可能とされるとともに、組み立て工数を抑えることができるようになっている。さらに、図７に示すように、前記同様にダクト６１とガイド６２とからなる吸気マニホールド６３においてダクト６１の左右一側に遮蔽板６４を設け、該遮蔽板６４と吸気マニホールド６３をエアクリーナ本体６５と一体的に構成することで、遮蔽板６４と吸気マニホールド６３とエアクリーナ本体６５を一度に組み立て、且つ安価に製造することもできる。

以上のような構成において、シリンダヘッド４の後側側面に吸気マニホールド８が取り付けられると、ダクト５１によりシリンダヘッド４の吸気ポート２４がエアクリーナ９と連通され、ガイド５２によりシリンダヘッド４内とファンケース１６内とがシリンダヘッド４の後側側面に開口された第一導入口３１と第二導入口３２とを通じて連通される。これにより、冷却ファン１２から送風される冷却風は、ファンケース１６から上方に流れ出ると、ガイド５２により案内されて第一導入口３１又は第二導入口３２からシリンダヘッド４内に導入される。

第一導入口３１からシリンダヘッド４内に導入された冷却風は、第一冷却風通路３６を前方に向かって直線状に流れ、シリンダヘッド４の前側側面に開口された第一排出口３３から排出される。一方、第二導入口３２からシリンダヘッド４内に導入された冷却風は、一部が第二冷却風通路３７を前方に向かって流れて、シリンダヘッド４の前側側面に開口された第二排出口３４から排出され、一部が途中で屈曲して第三冷却風通路３８に流れ、該第三冷却風通路３８近傍に配置された吸気バルブ、排気バルブ、燃料噴射ノズルを冷却した後第一冷却風通路３６を流れる冷却風と合流して第一排出口３３から排出される。

そして、本実施例においては、吸気マニホールド８のダクト５１の左側に遮蔽板５５を設けていることから、該遮蔽板５５により第一導入口３１は隙間４２を残して遮蔽されることになる。そのため、ファンケース１６内から流れてくる冷却風は、ガイド５２内において遮蔽板５５により遮られて、その多くが第二導入口３２に向かって流れ、該第二導入口３２からシリンダヘッド４内に導入されることになる。

つまり、第一冷却風通路３６を流れる冷却風の風量が減少し、この風量の減少した分だけ第二冷却風通路３７を流れる冷却風の風量が増加して、第二冷却風通路３７を流れる冷却風の風量が第一冷却風通路３６を流れる冷却風の風量に比べて多くなる。これにより、第二冷却風通路３７から第三冷却風通路３８に冷却風が流れやすくなり、第二冷却風通路３７から分岐して第一排出口３３と第二排出口３４へ流れて、第三冷却風通路３８を流れる冷却風の風量が従来の遮蔽板５５がない状態よりも増加する。

したがって、シリンダヘッド４内において、第三冷却風通路３８近傍に配置された吸気バルブ、排気バルブ、噴射ノズルに一方向から多量の冷却風を送ることが可能となり、冷却効率を向上させることができる。また、一側の冷却風通路３７を流れる冷却風の風量を、他側の冷却風通路３６を流れる冷却風の風量に比べて増加させることを遮蔽板５５を設けるだけの簡単な構成で実現できるので、コストアップを最小限に抑えることができる。

また、シリンダヘッド４内に形成した冷却風通路３６・３７のうち、シリンダヘッド４の右側方に配置されるマフラー７側の第二冷却風通路３７の風量が多くなることから、シリンダヘッド４を効率よく冷却することができる。なお、前記遮蔽板５５は右側の第二導入口３２側に前記と同様な構成で設けることもできる。この場合、第三冷却風通路３８は第一冷却風通路３６から分岐して第二排出口３４側へ流れることになり、前記と略同様に吸気バルブ、排気バルブ、噴射ノズルに一方向から多量の冷却風を送って冷却することができる。

本発明の一実施例に係るエンジンの側面図。同じく背面図。吸気マニホールドの取付部分の拡大図。シリンダヘッドの平面断面図。吸気マニホールドの正面図。同じく底面図。吸気マニホールドの別実施例を示す正面図。

４シリンダヘッド
７マフラー
８吸気マニホールド
９エアクリーナ
１２冷却ファン
１３クランク軸
５１ダクト
５５遮蔽板

Claims

クランク軸（１３）の一端に冷却ファン（１２）を設け、該冷却ファン（１２）からの冷却風をシリンダヘッド（４）に導き冷却する構成において、該冷却ファン（１２）の上方に吸気マニホールド（８）を配置し、該吸気マニホールド（８）の左右中央にエアクリーナ（９）から空気を吸入するためのダクト（５１）を設け、該ダクト（５１）の両側から、前記シリンダヘッド（４）に配置する吸気バルブ、排気バルブ、燃料噴射ノズルに冷却風を送る構成であって、前記ダクト（５１）の左右一側に遮蔽板（５５）を設け、該遮蔽板（５５）は、前記冷却ファン（１２）の回転軌跡の接線に対して略直角方向に配置したことを特徴とするシリンダヘッドの冷却構造。
クランク軸（１３）の一端に冷却ファン（１２）を設け、該冷却ファン（１２）からの冷却風をシリンダヘッド（４）に導き冷却する構成において、該冷却ファン（１２）の上方に吸気マニホールド（８）を配置し、該吸気マニホールド（８）の左右中央にエアクリーナ（９）から空気を吸入するためのダクト（５１）を設け、該ダクト（５１）の両側から、前記シリンダヘッド（４）に配置する吸気バルブ、排気バルブ、燃料噴射ノズルに冷却風を送る構成であって、前記ダクト（５１）の左右一側に遮蔽板（５５）を設け、該遮蔽板（５５）は、前記シリンダヘッド（４）側方に配置されるマフラー（７）と反対側に配置したことを特徴とするシリンダヘッドの冷却構造。