JP2000034950A - シリンダヘッド及びその製造方法 - Google Patents
シリンダヘッド及びその製造方法Info
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Abstract
る。 【解決手段】 本発明に係るシリンダヘッド1は、ウォ
ータジャケット6,7が冷却水の流れ方向に沿って形成
された壁1wにより、燃焼室周りを冷却する部分6と、
それ以外を冷却する部分7とに仕切られている。このた
め、冷却水を燃焼室2の近傍とその他の部分とに分けて
流せるようになり、燃焼室2の近傍に必要とされる量の
冷却水を流すことが可能となる。
Description
ウォータジャケットの構造及びその製造方法に関する。
共にエンジンを構成する部材であり、その下面のへこみ
の部分がエンジンの燃焼室の天井部を構成している。前
記シリンダヘッドには、燃焼室に燃焼ガスを供給するイ
ンテークバルブ、燃焼室の排気を行うエキゾーストバル
ブ、さらにそれらのバルブの動作機構、及び点火プラグ
等が所定位置に取り付けられている。そして、前記シリ
ンダヘッドの燃焼室の上に、実開平1−130048号
に示されるように、その燃焼室周りや前記バルブの支持
部及び点火プラグ用のプラグホール等をまとめて冷却す
るためのウォータジャケットがそのシリンダヘッドの長
手方向に形成されている。
の冷却効果はエンジンの性能に直接的に影響を及ぼすた
め、前記燃焼室の近傍には十分に冷却水を流したいとい
う要求がある。一方、前記バルブの支持部等は燃焼室周
りほど強く冷却を要求されていない。しかしながら、前
記シリンダヘッドでは同じウォータジャケットで燃焼室
周りの冷却とその他の部分の冷却とを兼用しているた
め、前記燃焼室の近傍やその他の部分の要求に応じた量
だけ冷却水を流すことはできない。例えば、燃焼室周り
の冷却効果を向上させようとしてそのウォータジャケッ
トに流す冷却水を増加させても、その冷却水はバルブの
支持部等の近傍にも流れるため、燃焼室周りの冷却効果
を効率的に向上させることができないという問題があ
る。
明は、燃焼室の近傍とその他の部分とに冷却水を分けて
流せるようにして、燃焼室周りの冷却促進を図ることを
その目的とする。また、請求項2、3に記載の発明は、
請求項1に記載された発明の目的に加えて、ウォータジ
ャケットの製作を容易にするとともに、プラグホール周
りの強度向上と冷却効率の向上を図ることをその目的と
する。また、請求項4、5に記載の発明は、請求項1、
2、3に記載された発明の目的に加えて、燃焼室の天井
部の強度向上と冷却効率の向上とを図ることをその目的
とする。また、請求項6に記載の発明は、請求項3、4
に記載された発明の目的に加えて、プラグホール周りの
溶湯の凝固促進と強度アップを図ることをその目的とす
る。また、請求項7に記載の発明は、請求項3、4に記
載された発明の目的に加えて、プラグチューブと溶湯の
溶着性を向上させることをその目的とする。
特徴を有するシリンダヘッド及びその製造方法によって
解決される。即ち、請求項1に記載のシリンダヘッド
は、ウォータジャケットが冷却水の流れ方向に沿って形
成された壁により、燃焼室周りを冷却する部分と、それ
以外を冷却する部分とに仕切られている。
焼室周りを冷却する部分とそれ以外を冷却する部分とに
分けられているため、冷却水を燃焼室の近傍とその他の
部分とに分けて流せるようになる。このため、燃焼室の
近傍に必要とされる量の冷却水を流すことが可能にな
り、燃焼室周りの冷却促進を図ることができる。また、
燃焼室周り以外を冷却する冷却水の流量を減少させてそ
の分だけ燃焼室周りを冷却する冷却水の流量を増加させ
ることも可能であり、トータルの冷却水流量を増加させ
ることなく燃焼室周りの冷却効果を向上させることがで
きる。
は、請求項1に記載されたシリンダヘッドにおいて、燃
焼室と連通するプラグホールはチューブを鋳包むことに
より形成されており、前記チューブは燃焼室周りを冷却
するウォータジャケットとそれ以外の部分を冷却するウ
ォータジャケットとを貫通するように配置されている。
を鋳包むことにより形成されるため、そのプラグホール
の材料となるチューブを鋳造前に種々の方法により、例
えば鍛造等により製造することができる。したがって、
従来のように、鋳造でプラグホールを形成する場合より
もプラグホール回りの強度を容易に向上させることがで
きる。さらに、プラグホール回りの強度を確保した状態
で壁の肉厚を薄くできる。したがって、プラグホール内
の温度を効率的にウォータジャケット内の冷却水に伝達
できるようになり、プラグホール内の冷却効率が向上す
る。
製造方法は、燃焼室と連通するプラグホールを形成する
チューブを製作し、そのチューブをウォータジャケット
用の第1中子に貫通させた状態で一体化し、そのチュー
ブの先端部をウォータジャケット用の第2中子の受け孔
に通して嵌合させ、さらにその嵌合と同時あるいはその
後に、前記チューブの先端面を燃焼室成形用の型に当接
させるとともに、そのチューブに対して第1中子側から
鋳抜きピンを挿入して前記チューブを押さえ、鋳造を行
う。
一体化されており、そのチューブの先端部が第2中子の
受け孔と嵌合する構造のため、第2中子に対する第1中
子の位置決めが容易になる。さらに、第2中子に対して
第1中子が位置決めされた状態で、前記チューブが燃焼
室成形用の型と鋳抜きピンとによって押さえられるた
め、注湯時に第2中子に対して第1中子が位置ずれを起
こすことがない。このため、従来は中子の位置決め上の
問題から作成が困難であった二段ウォータジャケットの
作成が容易となる。即ち、本発明により請求項2に係る
シリンダヘッドを製造することができる。
製造方法は、燃焼室の天井部からプラグホールの下部ま
でを構成するチューブ下部と、前記チューブ下部と嵌合
できる構造でプラグホールの要部を構成するチューブ上
部とを成形し、そのチューブ上部をウォータジャケット
用の第1中子に貫通させた状態で一体化し、前記チュー
ブ下部をウォータジャケット用の第2中子に貫通させた
状態で一体化し、前記チューブ上部とチューブ下部とを
嵌合させて、第1中子と第2中子とを型にセットした
後、鋳造を行う。
グホールの下部まではチューブ下部を鋳包むことによ
り、また、プラグホールの要部はチューブ上部を鋳包む
ことにより形成される。したがって、燃焼室の天井部及
びプラグホールの材料となるチューブ下部及びチューブ
上部を鋳造前に種々の方法、例えば鍛造等により製造す
ることができる。このため、従来のように、鋳造で燃焼
室の天井部及びプラグホールを形成する場合よりも燃焼
室の天井部からプラグホールにかけての強度を容易に向
上させることができる。さらに、燃焼室の天井部からプ
ラグホールにかけて強度を確保した状態で壁の肉厚を薄
くできる。このため、燃焼室内及びプラグホール内の冷
却効果を向上させることができる。なお、チューブ上部
とチューブ下部とを嵌合させる構造のため、第1中子と
第2中子の位置決めも容易になる。
製造方法は、請求項4に記載されたシリンダヘッドの製
造方法において、チューブ下部をウォータジャケット用
の第2中子と一体化させた後に、そのチューブ下部にお
ける燃焼室の天井部を構成する部位の端縁に塗型剤を塗
布する。
の端縁に塗型剤が塗布されるため、鋳造後に鋳造母材と
そのチューブ下部の端縁との間に塗型剤が除去されるこ
とによる隙間が形成される。このため、前記チューブ下
部の熱膨張をその隙間によって吸収することが可能にな
り、各気筒の熱歪みが隣接する気筒に影響を与えること
がない。
製造方法は、請求項3に記載されたシリンダヘッドの製
造方法において、鋳造中に前記チューブを冷却する。
が促進されて金属の組織が微細化し、プラグホール周り
の強度アップを図ることができる。さらに、鋳造開始か
ら離型までの時間を短縮することも可能になる。
製造方法は、請求項3に記載されたシリンダヘッドの製
造方法において、溶湯と直接接触する部分にフィンを備
えるチューブを使用する。このため、前記フィンの働き
でチューブと溶湯と接触面積が増加して溶着性が向上す
る。
から図5に基いて本発明の第1の実施の形態に係るシリ
ンダヘッド及びその製造方法の説明を行う。ここで、図
1(A)は前記シリンダヘッドの幅方向の断面図、図1
(B)はそのシリンダヘッドの下面図であり、図2は前
記シリンダヘッドを製造するための金型の縦断面図であ
る。また、図3から図5は前記シリンダヘッドのウォー
タジャケットを形成するための中子の図面を表してい
る。
に使用されるアルミニウム合金製のシリンダヘッドであ
り鋳造により成形される。前記シリンダヘッド1の下面
1dには、長手方向四個所にへこみが設けられており、
それらのへこみがエンジンの燃焼室2の天井部2tを構
成している。なお、図1(B)は一つの燃焼室2の天井
部2tを表している。また、前記シリンダヘッド1の側
面から燃焼室2にかけては一気筒あたり二本の吸気路3
と二本の排気路4とが形成されており、その吸気路3の
開口部である吸気ポート3sと排気路4の開口部である
排気ポート4hとが前記燃焼室2の天井部2tに形成さ
れている(図1(B)参照)。そして、前記吸気ポート
2sの位置に吸気路3を開閉するためのインテークバル
ブ(図示されていない)が装着されており、前記排気ポ
ート4hの位置に排気路4を開閉するためのエキゾース
トバルブ(図示されていない)が装着されている。
は、点火プラグ(図示されていない)を取り付けるため
のプラグホール5の開口5pが設けられている。前記プ
ラグホール5は、シリンダヘッド1を縦に貫通して形成
されており(図1(A)参照)、そのプラグホール5の
燃焼室側が先細状のチューブ15を鋳包むことにより形
成されている。前記チューブ15は鍛造品であり、所定
の強度を確保した状態で極力薄く製作されている。前記
チューブ15の先端部外周には円錐凸面状の段差15d
が形成されており、その段差15dよりも先端側(下
側)の内周面に点火プラグ用の雌ネジが形成される。ま
た、前記チューブ15の段差15dよりも後方(上側)
が前記点火プラグを収納できるサイズに成形されてい
る。
は、それぞれの燃焼室2の天井部2tに沿って冷却水を
流すための下部ウォータジャケット6が形成されてい
る。そして、その下部ウォータジャケット6を流れる冷
却水によって各々の燃焼室2の壁の熱が吸収される。さ
らに、前記下部ウォータジャケット6は前記チューブ1
5を囲んだ状態で形成されており、その下部ウォータジ
ャケット6の冷却水によって前記燃焼室2からチューブ
15に伝わる熱も吸収される。
は、インテークバルブやエキゾーストバルブの支持部で
あるステムガイド周りやその他の部分に冷却水を流すた
めの上部ウォータジャケット7がその下部ウォータジャ
ケット6と薄い壁1wを介して上下に重ねられた状態で
形成されている。このため、上部ウォータジャケット7
を流れる冷却水によって燃焼室2からバルブを介してス
テムガイドに伝わった熱やその他の部分の熱が吸収され
る。さらに、上部ウォータジャケット7は前記チューブ
15を囲んだ状態で形成されているため、前記燃焼室2
からチューブ15に伝わる熱もその上部ウォータジャケ
ット7の冷却水によって吸収される。また、前記ウォー
タジャケット7の上にはオイルを流すためのオイルジャ
ケット8が形成されている。
と、ウォータジャケット6,7が冷却水の流れ方向に沿
って形成された壁1wによって燃焼室周りを冷却する部
分とそれ以外を冷却する部分とに分けられているため、
冷却水を燃焼室2の近傍とその他の部分とに分けて流せ
るようになる。このため、要求に応じた量の冷却水を燃
焼室2の近傍に流すことが可能になり、燃焼室周りの冷
却促進を図ることができる。このため、例えば、エンジ
ンの圧縮比を高くしてエンジンの出力向上を図ることが
可能になる。また、燃焼室周り以外の冷却水流量を減少
させてその分だけ燃焼室周りの冷却水流量を増加させる
ことも可能であり、トータルの冷却水流量を増加させる
ことなく燃焼室周りの冷却効率を向上させることができ
る。さらに、上下のウォータジャケット6,7が壁1w
で仕切られているため、そのウォータジャケット6,7
を一体で成形するよりも壁1wの分だけシリンダヘッド
1の剛性が向上する。
を鋳包むことにより形成されるため、鋳造だけでプラグ
ホール5を形成するよりもプラグホール周りの強度を向
上させることが容易になる。このため、プラグホール周
りの強度を確保した状態でそのプラグホール5とウォー
タジャケット6,7との間の壁の肉厚を薄くすることが
できる。したがって、プラグホール内の温度を効率的に
ウォータジャケット内の冷却水に伝達できるようにな
り、プラグホール内の冷却効果を向上させることができ
る。
を製造するための金型20の構造を説明する。ここで、
図2は、図1(A)のシリンダヘッド1の断面図に対応
する金型20の縦断面図を表している。なお、金型20
の幅方向をX軸方向、長手方向(紙面に対して直角方
向)をY軸方向、高さ方向をZ軸方向として以下の説明
を行う。前記金型20は、上型22と下型24及びスラ
イド金型26とから構成されている。前記上型22はシ
リンダヘッド1の上面1uを成形する金型であり、図示
されていない昇降装置に連結されて、前記下型24に対
して昇降可能となっている。
ッド1の上面1uを成形するための成形面22fがY軸
方向に長く設けられており、その成形面22fの中央に
四本の鋳抜ピン22nがY軸方向に等間隔で取り付けら
れている。前記鋳抜ピン22nは、型締め時にプラグホ
ール成形用のチューブ15に挿入されてそのチューブ1
5を上方から押さえるとともに、鋳造時には前記プラグ
ホール5を成形するためのピンであり、先細となるよう
にテーパが設けられている。
の前後左右の側面1sを成形する金型であり、複数の金
型から構成されている。前記スライド金型26の各金型
は図示されていないスライド装置に連結されており、下
型24上を横方向にスライドできるようになっている。
なお、前記スライド金型26を構成する複数の金型を一
括してスライド金型26と呼んで以後の説明を行う。前
記スライド金型26の側面には、シリンダヘッド1の側
面1sを成形するための成形面26fが形成されてお
り、その成形面26fの所定位置に吸気路3を形成する
砂中子26e(吸気路用中子26e)と排気路4を形成
する砂中子26x(排気路用中子26x)とが取り付け
られている。
1dを成形する金型であり、その下型24の中央部分に
成形面24fがY軸方向に長く形成されている。そし
て、前記成形面24fの中央位置で上型22の鋳抜ピン
22nと対向する位置にシリンダヘッド1の燃焼室2を
成形するためのコア金型24cが固定されている。な
お、図2では、前記吸気路用中子26eと排気路用中子
26xとの先端部分が図1に合わせて省略されている
が、金型20が型締めされた状態で吸気路用中子26e
と排気路用中子26xの先端は燃焼室用のコア金型24
cと嵌合するようになる。
ヘッド1の上部ウォータジャケット7を形成するための
第1中子28と、同じく下部ウォータジャケット6を形
成するための第2中子29とが位置決めされる。前記第
1中子28は砂中子であり、図3〜図5に示されるよう
に、プラグホール5を形成する四本のチューブ15と一
体化されている。前記第1中子28を成形するには、先
ず、予め鍛造により成形された四本のチューブ15を中
子型(図示されていない)の所定位置にセットする。次
に、その中子型にシェル砂を吹き込んでそのシェル砂を
固めることにより、前記チューブ15を第1中子28に
貫通させた状態で両者15,28を一体化する。ここ
で、第1中子28に対するチューブ15の回り止めを図
るため、前記チューブ15の表面に溝等を形成すること
が好適に行われる。
第1中子28の各チューブ15に対応する位置に受け孔
29rが形成されている。前記受け孔29rは前記チュ
ーブ15の先端部を通すことができる開孔を備えてお
り、その開孔の周囲にチューブ15の段差15dと嵌合
できるリング状の受け部が形成されている。そして、前
記第2中子29の受け孔29rに各チューブ15の段差
15dが嵌合した状態で、その第2中子29に対して第
1中子28が一定の位置関係に保持されるとともに、各
チューブ15の先端部が所定寸法だけ第2中子29の下
側に突出する(図5参照)。
の幅木と長手方向両側に設けられた幅木によって金型2
0の所定位置に位置決めされる。一方、第1中子28
は、前述のように、第2中子29に対して一定の位置関
係に保持された状態で、各チューブ15に対して上型2
2の鋳抜ピン22nが挿入され、その鋳抜ピン22nに
よって上方から押さえられることにより、第2中子29
に対する浮き上がり防止が図られる(図2参照)。さら
に、前記金型20の内部には、第1中子28の上方にオ
イルジャケット8を形成するための第3中子30が位置
決めされる。なお、前記第3中子30も長手方向両側に
設けられた幅木(図示されていない)によって金型20
の所定位置に位置決めされる。
ダヘッド1を製造する方法を説明する。先ず、第1中子
28の四本のチューブ15の段差15dを、図4、図5
に示されるように、第2中子29の受け孔29rに嵌合
させて、第1中子28と第2中子29とを組み合わせ
る。次に、第1中子28と第2中子29とを組み合わせ
た状態で、前記第2中子29を金型24の所定位置にセ
ットする。また、吸気路用中子26eと排気路用中子2
6x及びオイルジャケット用の第3中子30を金型24
にセットする。
26e,26xがセットされた状態で金型20の型締め
が行われる。前記金型20の型締めが行われると、図2
に示されるように、第1中子28の各チューブ15の先
端面は燃焼室用のコア金型24cと嵌合するとともに、
前記チューブ15には上方から鋳抜ピン22nが挿入さ
れてそれらの鋳抜ピン22nによって押さえられる。ま
た、前述のように、吸気路用中子26eと排気路用中子
26xの先端は燃焼室用のコア金型24cと嵌合するよ
うになる。
20の内部に溶湯が注入される。注入された溶湯は、図
1(A)に示されるように、チューブ15の上端部、下
端部及び第1中子28と第2中子29に覆われていない
チューブ15の途中部を鋳包んで凝固する。そして、所
定時間の経過後、溶湯が凝固すると型開きが行われ、鋳
造品の取り出しが行われる。金型20から取り出された
鋳造品は後工程で砂中子が除去され、バリ取り等が行わ
れて前記シリンダヘッド1として完成する。
ヘッド1の製造方法では、チューブ15と第1中子28
とが一体化されており、そのチューブ15の先端部が第
2中子29の受け孔29rと嵌合する構造のため、第2
中子29に対する第1中子28の位置決めが容易にな
る。さらに、第2中子29に対して第1中子28が位置
決めされた状態で、前記チューブ15が燃焼室成形用の
コア金型24cと鋳抜きピン22nとによって押さえら
れるため、注湯時に第2中子29に対して第1中子28
が浮き上がって位置ずれを起こすことがない。このた
め、従来は中子の位置決め上の問題から作成が困難であ
った二段ウォータジャケットの作成が容易となる。
28と第2中子29とを組み合わせた状態で金型20に
セットしたが、金型20を型締めする過程で第1中子2
8と第2中子29とを組み合わせても良い。
基いて本発明の第2の実施の形態に係るシリンダヘッド
の製造方法の説明を行う。ここで、図6、図7は本実施
の形態に係るシリンダヘッドの製造方法を実施する際に
使用される金型50、金型60の縦断面図を表してい
る。なお、第1の実施の形態において説明した金型20
の部材と同じ部材については同じ番号を付して説明を省
略する。
はその中央長手方向(Y軸方向)に冷却水用の主配管5
2kが形成されており、その主配管52kから分岐した
冷却配管52tが鋳抜ピン52nの内部軸方向に形成さ
れている。そして、前記鋳抜ピン22nの先端面におい
てその冷却配管52tが開口している。また、下型24
に取り付けられたコア金型54cの中心には、鋳抜ピン
52nの冷却配管52tからチューブ15内に供給され
た冷却水を排出するための排水管54kが形成されてい
る。
ッド1を製造する方法を説明する。先ず、第1の実施の
形態で説明したように、金型50の内部に第1中子2
8、第2中子29等がセットされると、金型50の型締
めが行われる。そして、型締め後に金型50の内部に溶
湯が注入されるとともに、上型22の主配管52kから
鋳抜ピン52nの冷却配管52t、チューブ15を介し
てコア金型54cの排水管54kに冷却水が流される。
これによって、前記チューブ15が冷やされ、そのチュ
ーブ15周りの溶湯の凝固が促進されてアルミニウム合
金の組織が微細化し、前記チューブ15周りの強度が向
上する。さらに、鋳造開始から離型までの時間を短縮す
ることが可能となる。
が経過して溶湯が凝固すると、型開きが行われ、鋳造品
の取り出しが行われる。図7は、本実施の形態に係るシ
リンダヘッドの製造方法を実施する際に使用される別の
型式の金型60を表している。前記金型60は鋳抜ピン
62nの内部に冷却水の送り配管62aと戻し配管62
bを形成し、その鋳抜ピン62nを冷却することにより
間接的に前記チューブ15を冷却するようにしたもので
ある。これによって、チューブ15に対する冷却効率が
若干低下するが冷却水の漏れ等を確実に防止することが
できる。なお、本実施の形態に係るシリンダヘッドの製
造方法では、チューブ15の冷却用に冷却水を使用した
が空気等で冷却することも可能である。
本発明の第3の実施の形態に係るシリンダヘッドの製造
方法の説明を行う。図8は本実施の形態に係るシリンダ
ヘッドの製造方法で使用されるプラグホール5の成形用
のチューブ75の縦断面図を表している。前記チューブ
75は、第1中子28と一体化される部分75t(途中
部分75t)が厚肉に成形されており、また溶湯に鋳包
まれる先端部75e(下端部)と基端部75w(上端
部)とが薄肉に成形されている。これによって、前記チ
ューブ75は第1中子28と一体化される途中部分75
tにおいて強度を確保できるとともに、溶湯に鋳包まれ
る先端部75eと基端部75wでは温度が上昇し易くな
り溶湯との溶着性が向上する。また、前記チューブ75
の基端部75wにはその外周面にリング状のフィン75
fが形成されているため、このフィン75fによって溶
湯との溶着性がさらに向上する。
rは断面円弧形に面取りされており、その面取り深さが
吸気ポート3sと排気ポート4h(図1(B)参照)の
バルブシート面の深さよりも深くなるように設定されて
いる。このため、鋳造後にバルブシート面を切削加工す
る際にカッタの刃がチューブ75の先端に接触すること
がなくなり、バリ等の発生が抑えられる。
0、図11に基いて本発明の第4の実施の形態に係るシ
リンダヘッドの製造方法の説明を行う。図9は本実施の
形態に係るシリンダヘッドの幅方向の断面図、図10、
図11は本実施の形態に係るシリンダヘッドの製造方法
で使用される中子及びチューブの縦断面を表している。
本実施の形態に係るシリンダヘッド80は、プラグホー
ル85の燃焼室側を形成するチューブ95が上下に二分
割されており、そのチューブ95の下側を構成するチュ
ーブ下部95dが同時に燃焼室82の天井部82tを構
成できるようになっている。なお、シリンダヘッド80
のそれ以外の構造については、第一〜第三の実施の形態
に係るシリンダヘッド1と同様である。
ンジ状に拡開した下端部とから構成されており、そのフ
ランジ状に拡開した下端部が燃焼室82の天井部82t
を構成する。また、チューブ下部95dの略円筒形部分
の上部には後記するチューブ上部95uの嵌合凹部95
mに挿入される嵌合凸部95pが同軸に形成されてい
る。また、前記チューブ95の上側を構成するチューブ
上部95uは略円筒形に形成されており、その上端部に
は外周面にリング状のフィン95fが形成されている。
また、チューブ上部95uの下端部には前述の嵌合凹部
95mが同軸に形成されている。前記チューブ上部95
u及びチューブ下部95dは冷間鍛造等により所定の強
度を確保した状態で極力薄く成形される。
れるように、シリンダヘッド80の上部ウォータジャケ
ット87を形成するための第1中子98と一体化され
る。また、チューブ下部95dはシリンダヘッド80の
下部ウォータジャケット86を形成するための第2中子
99と一体化される。なお、チューブ上部95uと第1
中子98、及びチューブ下部95dと第2中子99とを
一体化する方法は第一の実施の形態の場合と同様であ
る。
ーブ上部95uの嵌合凹部95mに対し、第2中子99
と一体化されたチューブ下部95dの嵌合凸部95pが
挿入されることにより、図11に示されるように、その
第2中子99に対して第1中子98が一定の位置関係に
保持される。
を説明する。先ず、チューブ上部95uの嵌合凹部95
mにチューブ下部95dの嵌合凸部95pを嵌合させ
て、第1中子98と第2中子99とを組み合わせる。こ
こで、第1中子98及び第2中子99等に塗型剤を塗る
際に、燃焼室82の天井部82tを構成するチューブ下
部95dのフランジ状に拡開した下端部の端縁に特に厚
めに塗型剤を塗る。このようにして塗型剤が塗られた第
1中子98、第2中子99等を金型(図示されていな
い)の所定位置にセットする。なお、第一実施の形態の
場合と同様に吸気路用中子と排気路用中子及びオイルジ
ャケット用中子も前記金型にセットする。次に、前記金
型を型締めして、その金型の内部に溶湯を注入し、シリ
ンダヘッド80を鋳造する。
ヘッド80の製造方法では、燃焼室82の天井部82t
からプラグホール85の下部まではチューブ下部95d
を鋳包むことにより、また、プラグホール85の中央部
はチューブ上部95uを鋳包むことにより形成され、さ
らにチューブ上部95u、チューブ下部95dは鍛造等
により成形される。このため、従来のように、鋳造によ
って燃焼室の天井面及びプラグホールを形成する場合よ
りも燃焼室の天井面からプラグホールにかけての強度を
容易に向上させることができる。さらに、燃焼室の天井
面からプラグホールにかけて強度を確保した状態で壁の
肉厚を薄くできる。このため、燃焼室内及びプラグホー
ル内の冷却効果を向上させることができる。なお、チュ
ーブ上部とチューブ下部とを嵌合させる構造のため、第
1中子と第2中子の位置決めも容易になる。
るチューブ下部95dのフランジ状に拡開した下端部の
端縁に特に厚めに塗型剤が塗布されるため、鋳造後に鋳
造母材とそのチューブ下部95dの端縁との間に塗型剤
が除去されることによる隙間が形成される。このため、
前記チューブ下部95dの熱膨張をその隙間によって吸
収することが可能になり、各気筒の熱歪みが隣接する気
筒に影響を与えることがない。
たが、この発明の実施の形態には請求の範囲に記載した
技術的事項以外に次のような技術的事項を有するもので
あることを付記しておく。 (1)請求項2に記載されたシリンダヘッドにおいて、
チューブは鍛造品であるシリンダヘッド。
とその他の部分とに分けて流せるようになるため、燃焼
室の近傍に要求に応じた量の冷却水を流すことが可能に
なり、燃焼室周りの冷却促進を図ることができる。
るシリンダヘッドの幅方向の断面図である。図1(B)
は、図1(A)のB-B矢視図である。
ドを製造するための金型の縦断面図である。
ドのウォータジャケットを形成する中子の斜視図であ
る。
ドのウォータジャケットを形成する中子の幅方向の分解
断面図である。
ドのウォータジャケットを形成する中子の幅方向の断面
図である。
ドを製造するための金型の縦断面図である。
ドを製造するための金型の縦断面図である。
ドの製造に使用されるチューブの縦断面図である。
ドの幅方向の断面図である。
ッドのウォータジャケットを形成する中子の幅方向の分
解断面図である。
ッドのウォータジャケットを形成する中子の幅方向の断
面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 ウォータジャケットが冷却水の流れ方向
に沿って形成された壁により、燃焼室周りを冷却する部
分と、それ以外を冷却する部分とに仕切られているシリ
ンダヘッド。 - 【請求項2】 請求項1に記載されたシリンダヘッドに
おいて、 燃焼室と連通するプラグホールはチューブを鋳包むこと
により形成されており、前記チューブは燃焼室周りを冷
却するウォータジャケットとそれ以外の部分を冷却する
ウォータジャケットとを貫通するように配置されている
シリンダヘッド。 - 【請求項3】 燃焼室と連通するプラグホールを形成す
るチューブを製作し、 そのチューブをウォータジャケット用の第1中子に貫通
させた状態で一体化し、 そのチューブの先端部をウォータジャケット用の第2中
子の受け孔に通して嵌合させ、 さらにその嵌合と同時あるいはその後に、前記チューブ
の先端面を燃焼室成形用の型に当接させるとともに、そ
のチューブに対して第1中子側から鋳抜きピンを挿入し
て前記チューブを押さえ、 鋳造を行うシリンダヘッドの製造方法。 - 【請求項4】 燃焼室の天井部からプラグホールの下部
までを構成するチューブ下部と、前記チューブ下部と嵌
合できる構造でプラグホールの要部を構成するチューブ
上部とを成形し、 そのチューブ上部をウォータジャケット用の第1中子に
貫通させた状態で一体化し、前記チューブ下部をウォー
タジャケット用の第2中子に貫通させた状態で一体化
し、 前記チューブ上部とチューブ下部とを嵌合させて、第1
中子と第2中子とを型にセットした後、鋳造を行うシリ
ンダヘッドの製造方法。 - 【請求項5】 請求項4に記載されたシリンダヘッドの
製造方法において、 チューブ下部をウォータジャケット用の第2中子と一体
化させた後に、そのチューブ下部における燃焼室の天井
部を構成する部位の端縁に塗型剤を塗布するシリンダヘ
ッドの製造方法。 - 【請求項6】 請求項3又は請求項4に記載されたシリ
ンダヘッドの製造方法において、 鋳造中に前記チューブを冷却するシリンダヘッドの製造
方法。 - 【請求項7】 請求項3又は請求項4に記載されたシリ
ンダヘッドの製造方法において、 溶湯と直接接触する部分にフィンが形成されているチュ
ーブを使用するシリンダヘッドの製造方法。
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- 1999-03-11 JP JP06502599A patent/JP3417331B2/ja not_active Expired - Fee Related
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