WO2019065186A1

WO2019065186A1 - Cylinder head, internal combustion engine, and method for manufacturing cylinder head

Info

Publication number: WO2019065186A1
Application number: PCT/JP2018/033464
Authority: WO
Inventors: 貴晴鈴木
Original assignee: ヤマハ発動機株式会社
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2019-04-04

Abstract

A cylinder head (1) according to an embodiment of the present invention is provided with: a cylinder head body (10) having an intake port (11) and an exhaust port (12), the cylinder head body being formed of an aluminum alloy; and a valve seat formed of an iron-based alloy and resistance-welded to a downstream end portion of the intake port (11). The valve seat (20) has at least one groove (21), which extends in the circumferential direction of the valve seat (20), on a portion contacting the cylinder head body (10).

Description

シリンダヘッド、内燃機関およびシリンダヘッドの製造方法Cylinder head, internal combustion engine and method of manufacturing cylinder head

　本発明は、シリンダヘッドに関する。また、本発明は、シリンダヘッドを備えた内燃機関やシリンダヘッドの製造方法にも関する。 The present invention relates to a cylinder head. The present invention also relates to a method of manufacturing an internal combustion engine provided with a cylinder head and a cylinder head.

　内燃機関のシリンダヘッドは、一般に、アルミニウム合金から形成される。シリンダヘッドの吸気ポートおよび排気ポートの下流端部には、バルブを受けるためのバルブシートが設けられる。 The cylinder head of an internal combustion engine is generally formed of an aluminum alloy. At the downstream end of the intake and exhaust ports of the cylinder head are provided valve seats for receiving the valves.

　バルブシートは、内燃機関の運転中、高温に晒されるとともにバルブから繰り返し荷重を受ける。そのため、バルブシートは、高温強度および耐摩耗性に優れた鉄系合金から形成されることが多い。 The valve seat is exposed to high temperatures and repetitively loaded from the valve during operation of the internal combustion engine. Therefore, the valve seat is often formed of an iron-based alloy excellent in high temperature strength and wear resistance.

　バルブシートをシリンダヘッドに取り付けるための構成としては、シリンダヘッドに下孔加工を行ってから、精度良く加工されたバルブシートを圧入する構成が採用されることが多い。一般的に、鉄系合金よりもアルミニウム合金の方が熱膨張係数が大きいので、圧入されたバルブシートの緊迫力は、シリンダヘッドが高温になるにつれて小さくなっていく。緊迫力が小さくなるとバルブシートが脱落するおそれがあるので、バルブシートの圧入代は一定量確保されている。 As a structure for attaching a valve seat to a cylinder head, after carrying out the lower hole processing to a cylinder head, the structure which press-fits the valve seat processed precisely is adopted in many cases. Generally, since the thermal expansion coefficient of an aluminum alloy is larger than that of an iron-based alloy, the pressing force of a pressed-in valve seat becomes smaller as the temperature of the cylinder head becomes higher. Since there is a risk that the valve seat may fall off when the tension force is reduced, a fixed amount of press-fit allowance for the valve seat is secured.

　しかしながら、ポートを設計する上で、バルブシートの圧入代が小さいほどポートの設計自由度が高くなる。近年の内燃機関は、高出力化および小型化が進んでいるので、ポートの設計自由度をさらに向上させる技術が望まれている。 However, in designing the port, the smaller the valve seat press-in allowance, the higher the freedom of port design. As the internal combustion engine in recent years has been increased in output and size, a technique for further improving the port design freedom is desired.

　特許文献１には、ポートの設計自由度が高く、且つ、シリンダヘッドにバルブシートを強固に接合し得る技術が提案されている。特許文献１の技術では、アルミニウム合金製のシリンダヘッドに対し、鉄系焼結合金から形成され、表面に金属皮膜（例えば銅皮膜）を有するバルブシート母材が抵抗溶接によって接合される。 Patent Document 1 proposes a technique which has a high degree of freedom in port design and can firmly connect a valve seat to a cylinder head. In the technique of Patent Document 1, a valve seat base material formed of an iron-based sintered alloy and having a metal film (for example, a copper film) on the surface is joined to a cylinder head made of an aluminum alloy by resistance welding.

特開平８－２９６４１７号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 8-296417

　特許文献１の技術により、ポートの設計自由度を高くするとともに、シリンダヘッドにバルブシートを強固に接合することができるものの、バルブシートの脱落をいっそう確実に防止できることが望まれている。 Although the design freedom of the port can be enhanced and the valve seat can be firmly joined to the cylinder head by the technique of Patent Document 1, it is desirable that the valve seat can be more reliably prevented from falling off.

　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バルブシートの脱落がより確実に防止されるシリンダヘッドを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a cylinder head in which falling off of a valve seat is more reliably prevented.

　本発明の実施形態によるシリンダヘッドは、吸気ポートおよび排気ポートを有するシリンダヘッド本体であって、アルミニウム合金から形成されたシリンダヘッド本体と、鉄系合金から形成されたバルブシートであって、前記吸気ポートの下流端部に抵抗溶接されたバルブシートと、を備え、前記バルブシートは、前記シリンダヘッド本体に接触する部分に、前記バルブシートの周方向に延びる少なくとも１本の溝を有する。 A cylinder head according to an embodiment of the present invention is a cylinder head main body having an intake port and an exhaust port, and is a cylinder head main body formed of an aluminum alloy and a valve seat formed of an iron-based alloy And a valve seat resistance-welded to the downstream end of the port, the valve seat having at least one groove extending in the circumferential direction of the valve seat at a portion contacting the cylinder head body.

　ある実施形態において、前記少なくとも１本の溝は、１本の溝である。 In one embodiment, the at least one groove is a single groove.

　ある実施形態において、前記１本の溝は、前記バルブシートのバルブ接触面中点より鉛直分割したポート側半部に配置されている。 In one embodiment, the one groove is disposed in a port-side half portion vertically divided from a valve contact surface middle point of the valve seat.

　ある実施形態において、前記少なくとも１本の溝は、２本の溝である。 In one embodiment, the at least one groove is two grooves.

　ある実施形態において、前記２本の溝は、前記バルブシートのバルブ接触面中点より鉛直分割したポート側半部および燃焼室側半部にそれぞれ配置されている。 In one embodiment, the two grooves are respectively disposed in a port side half and a combustion chamber side half vertically divided from a middle point of a valve contact surface of the valve seat.

　ある実施形態において、前記少なくとも１本の溝の深さは、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。 In one embodiment, the depth of the at least one groove is 0.1 mm or more and 0.3 mm or less.

　ある実施形態において、前記少なくとも1本の溝は、アンダーカット面を含み、前記アンダーカット面は、径方向の一端に形成された外周端と、径方向の他端に形成されると共に前記外周端よりも径方向内方に形成された内周端と、を含み、前記内周端は、前記バルブシートの軸線方向において、前記外周端と同じ位置または前記外周端よりも燃焼室に近い位置に形成されている。 In one embodiment, the at least one groove includes an undercut surface, and the undercut surface is formed at an outer peripheral end formed at one end in the radial direction and at the other end in the radial direction. The inner peripheral end is formed at the same position as the outer peripheral end in the axial direction of the valve seat or at a position closer to the combustion chamber than the outer peripheral end in the axial direction of the valve seat It is formed.

　ある実施形態において、前記少なくとも１本の溝のそれぞれは、第１溝面および第２溝面によって規定され、前記バルブシートの径方向に沿った断面が略三角形状である。 In one embodiment, each of the at least one groove is defined by a first groove surface and a second groove surface, and a cross section along a radial direction of the valve seat is substantially triangular.

　ある実施形態において、前記第１溝面と前記第２溝面とのなす角が４５°以上７５°以下である。 In one embodiment, an angle between the first groove surface and the second groove surface is 45 ° or more and 75 ° or less.

　ある実施形態において、前記少なくとも１本の溝のそれぞれの底は、アール形状を有する。 In one embodiment, the bottom of each of the at least one groove has a rounded shape.

　ある実施形態において、前記アール形状の曲率半径は、０．０２ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。 In one embodiment, the radius of curvature of the rounded shape is 0.02 mm or more and 0.15 mm or less.

　ある実施形態において、前記アルミニウム合金の固相線温度が５２０℃以上５８０℃以下である。 In one embodiment, the solidus temperature of the aluminum alloy is 520 ° C. or more and 580 ° C. or less.

　ある実施形態において、前記鉄系合金は、銅または銅合金が溶浸された鉄系焼結合金である。 In one embodiment, the iron-based alloy is an iron-based sintered alloy in which copper or a copper alloy is infiltrated.

　ある実施形態において、前記鉄系焼結合金の体積抵抗率は、前記アルミニウム合金の体積抵抗率よりも高い。 In one embodiment, the volume resistivity of the iron-based sintered alloy is higher than the volume resistivity of the aluminum alloy.

　ある実施形態において、室温における前記鉄系焼結合金の体積抵抗率は、１０μΩｃｍ以上３８μΩｃｍ以下である。 In one embodiment, the volume resistivity of the iron-based sintered alloy at room temperature is 10 μΩcm or more and 38 μΩcm or less.

　ある実施形態において、前記バルブシートは、前記シリンダヘッド本体に接触しない部分に形成された銅めっき層または銅合金めっき層を有する。 In one embodiment, the valve seat has a copper plating layer or a copper alloy plating layer formed on a portion not in contact with the cylinder head body.

　ある実施形態において、前記バルブシートと前記シリンダヘッド本体との界面近傍において、前記鉄系焼結合金の空孔に前記アルミニウム合金が入り込んでいる。 In one embodiment, in the vicinity of the interface between the valve seat and the cylinder head main body, the aluminum alloy intrudes into pores of the iron-based sintered alloy.

　ある実施形態において、前記バルブシートは、前記吸気ポート側において燃焼室側においてよりも肉厚である。 In one embodiment, the valve seat is thicker at the intake port side than at the combustion chamber side.

　ある実施形態において、本発明によるシリンダヘッドは、前記バルブシートと前記シリンダヘッド本体との界面近傍に、１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の厚さを有するＦｅ－Ａｌ系の金属間化合物層を有する。 In one embodiment, the cylinder head according to the present invention has an Fe—Al based intermetallic compound layer having a thickness of 10 nm or more and 700 nm or less in the vicinity of the interface between the valve seat and the cylinder head main body.

　本発明の実施形態による内燃機関は、上述したいずれかの構成を有するシリンダヘッドを備える。 An internal combustion engine according to an embodiment of the present invention includes a cylinder head having any of the configurations described above.

　本発明の実施形態によるシリンダヘッドの製造方法は、吸気ポートおよび排気ポートを有するシリンダヘッド本体と、前記吸気ポートの下流端部に配置されたバルブシートとを備えたシリンダヘッドの製造方法であって、アルミニウム合金から形成された前記シリンダヘッド本体を用意する工程（Ａ）と、鉄系合金から形成された前記バルブシートを用意する工程（Ｂ）と、前記吸気ポートの下流端部に、前記バルブシートを抵抗溶接により接合する工程（Ｃ）と、を包含し、前記工程（Ｂ）において用意される前記バルブシートは、前記シリンダヘッド本体に接触する部分に、前記バルブシートの周方向に延びる少なくとも１本の溝を有する。 A method of manufacturing a cylinder head according to an embodiment of the present invention is a method of manufacturing a cylinder head including a cylinder head main body having an intake port and an exhaust port, and a valve seat disposed at the downstream end of the intake port. A step (A) of preparing the cylinder head body formed of an aluminum alloy, a step (B) of preparing the valve seat formed of an iron-based alloy, and the valve at the downstream end of the intake port Bonding the sheets by resistance welding (C), wherein the valve seat prepared in the step (B) extends at least in the circumferential direction of the valve seat to a portion in contact with the cylinder head body. It has one groove.

　ある実施形態において、前記工程（Ｃ）は、前記バルブシートと前記シリンダヘッド本体との間に銅層または銅合金層を介在させた状態で行われる。 In one embodiment, the step (C) is performed in a state in which a copper layer or a copper alloy layer is interposed between the valve seat and the cylinder head body.

　ある実施形態において、前記工程（Ｃ）は、前記バルブシートの前記シリンダヘッド本体に接触する部分の温度が前記鉄系合金の融点以上とならないように行われる。 In one embodiment, the step (C) is performed such that the temperature of the portion of the valve seat in contact with the cylinder head body does not exceed the melting point of the iron-based alloy.

　本発明の実施形態によるシリンダヘッドでは、吸気ポートの下流端部にバルブシートが抵抗溶接されている。これにより、バルブシートがシリンダヘッド本体に圧入される従来の構成に比べ、ポートの設計自由度を高くすることができる。また、抵抗溶接を用いることにより、バルブシートをシリンダヘッド本体に対して強固に接合することができる。さらに、本発明の実施形態によるシリンダヘッドでは、バルブシートが、シリンダヘッド本体に接触する部分に、バルブシートの周方向に延びる少なくとも１本の溝を有する。この溝内には、シリンダヘッド本体の材料であるアルミニウム合金が充満する。言い換えると、溝は、シリンダヘッド本体の凸部と係合している。そのため、このような溝が設けられていることにより、万一バルブシートのシリンダヘッド本体との接合が不十分となった場合（バルブシートがシリンダヘッド本体から剥がれた場合）でも、バルブシートの脱落を防止することができる。 In the cylinder head according to the embodiment of the present invention, the valve seat is resistance-welded to the downstream end of the intake port. Thereby, the design freedom of the port can be increased compared to the conventional configuration in which the valve seat is press-fit into the cylinder head body. Further, by using resistance welding, the valve seat can be firmly joined to the cylinder head body. Furthermore, in the cylinder head according to the embodiment of the present invention, the valve seat has at least one groove extending in the circumferential direction of the valve seat at a portion in contact with the cylinder head body. The groove is filled with an aluminum alloy which is a material of the cylinder head body. In other words, the groove is engaged with the projection of the cylinder head body. Therefore, by providing such a groove, even if the valve seat is not sufficiently joined to the cylinder head main body (when the valve seat is separated from the cylinder head main body), the valve seat falls off. Can be prevented.

　本発明の実施形態によると、バルブシートの脱落がより確実に防止されるシリンダヘッドが提供される。 According to an embodiment of the present invention, a cylinder head is provided in which the valve seat is more reliably prevented from falling off.

本発明の実施形態によるシリンダヘッド１を模式的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a cylinder head 1 according to an embodiment of the present invention. シリンダヘッド１のバルブシート２０近傍を拡大して示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the vicinity of a valve seat 20 of the cylinder head 1 in an enlarged manner. シリンダヘッド１のバルブシート２０近傍を拡大して示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the vicinity of a valve seat 20 of the cylinder head 1 in an enlarged manner. バルブシート２０の溝２１近傍を拡大して示す断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a groove 21 of a valve seat 20. バルブシート２０の溝２１近傍を拡大して示す断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a groove 21 of a valve seat 20. バルブシート２０を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a valve seat 20. （ａ）および（ｂ）は、それぞれ抵抗溶接機２００を模式的に示す正面図および側面図である。(A) And (b) is the front view and side view which each show resistance welding machine 200 typically. 抵抗溶接機２００の上側電極２０９をバルブシート２０に接触させた状態を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the upper electrode 209 of the resistance welder 200 is in contact with the valve seat 20. バルブシート２０をシリンダヘッド本体１０に重ねた状態（接合前の状態）を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the valve seat 20 is superimposed on the cylinder head main body 10 (state before bonding). バルブシート２０をシリンダヘッド本体１０に接合する際の初期状態を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an initial state when joining the valve seat 20 to the cylinder head main body 10; バルブシート２０をシリンダヘッド本体１０に接合する際の接合完了時の状態を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state at the time of joining when the valve seat 20 is joined to the cylinder head main body 10; （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、抵抗溶接の際のバルブシート２０とシリンダヘッド本体１０との接触界面近傍の状態を時系列で示す図である。(A), (b) and (c) is a figure which shows the state of the contact interface vicinity of the valve seat 20 and the cylinder head main body 10 in the case of resistance welding in a time series. （ａ）および（ｂ）は、抵抗溶接の際のバルブシート２０とシリンダヘッド本体１０との接触界面近傍の状態を時系列で示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the state of the contact interface vicinity of the valve seat 20 and the cylinder head main body 10 in the case of resistance welding in a time series. バルブシート２０を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a valve seat 20. 剥離試験の方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of a peeling test. バルブシート２０が溝２１を有する場合（溝２１が２本の場合）と有しない場合とについて、剥離試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of a exfoliation test about the case where valve seat 20 has slot 21 (when slot 21 is two), and the case where it does not have. シリンダヘッド１を備えた内燃機関１００を模式的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing an internal combustion engine 100 provided with a cylinder head 1;

　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.

　図１に、本実施形態におけるシリンダヘッド１を示す。図１は、本実施形態におけるシリンダヘッド１を模式的に示す断面図である。なお、図１には、吸気バルブ６１および排気バルブ６２が併せて示されている。 FIG. 1 shows a cylinder head 1 in the present embodiment. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a cylinder head 1 in the present embodiment. In FIG. 1, the intake valve 61 and the exhaust valve 62 are shown together.

　本実施形態のシリンダヘッド１は、図１に示すように、シリンダヘッド本体１０と、バルブシート２０とを備える。 As shown in FIG. 1, the cylinder head 1 of the present embodiment includes a cylinder head main body 10 and a valve seat 20.

　シリンダヘッド本体１０は、アルミニウム合金から形成されている。本実施形態では、シリンダヘッド本体１０は、固相線温度が５２０℃以上５８０℃以下のアルミニウム合金から鋳造により形成されている（つまり鋳造品である）。固相線温度が５２０℃以上５８０℃以下のアルミニウム合金としては、例えば、Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ系やＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系またはＡｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｍｇ系のアルミニウム合金を用いることができる。 The cylinder head body 10 is formed of an aluminum alloy. In the present embodiment, the cylinder head body 10 is formed by casting (that is, a cast product) from an aluminum alloy having a solidus temperature of 520 ° C. or more and 580 ° C. or less. As an aluminum alloy having a solidus temperature of 520 ° C. or more and 580 ° C. or less, for example, an Al-Si-Cu-based, Al-Si-Mg-based or Al-Si-Cu-Mg-based aluminum alloy can be used.

　シリンダヘッド本体１０は、吸気ポート１１および排気ポート１２を有する。内燃機関として組み立てられた状態において、吸気ポート１１には吸気バルブ６１が配置され、排気ポート１２には排気バルブ６２が配置される。シリンダヘッド本体１０の下面に形成された凹部１０ａは、燃焼室の一部を構成する。 The cylinder head body 10 has an intake port 11 and an exhaust port 12. In the assembled state as an internal combustion engine, an intake valve 61 is disposed at the intake port 11 and an exhaust valve 62 is disposed at the exhaust port 12. The recess 10 a formed on the lower surface of the cylinder head body 10 constitutes a part of the combustion chamber.

　バルブシート２０は、吸気ポート１１の下流端部に設けられている。より具体的には、バルブシート２０は、吸気ポート１１の下流端部に抵抗溶接されている。バルブシート２０をシリンダヘッド本体１０に抵抗溶接により接合する方法については、後に詳述する。バルブシート２０は、全体として略円環状である。バルブシート２０は、鉄系合金から形成されている。本実施形態では、バルブシート２０は、銅または銅合金が溶浸された鉄系焼結合金から形成されている。 The valve seat 20 is provided at the downstream end of the intake port 11. More specifically, the valve seat 20 is resistance welded to the downstream end of the intake port 11. The method of joining the valve seat 20 to the cylinder head body 10 by resistance welding will be described in detail later. The valve seat 20 is generally annular as a whole. The valve seat 20 is formed of an iron-based alloy. In the present embodiment, the valve seat 20 is formed of an iron-based sintered alloy in which copper or a copper alloy is infiltrated.

　なお、本実施形態のシリンダヘッド１は、吸気ポート１１の下流端部に設けられたバルブシート２０に加え、排気ポート１２の下流端部に設けられたバルブシート３０も備えている。 The cylinder head 1 of the present embodiment also includes a valve seat 30 provided at the downstream end of the exhaust port 12 in addition to the valve seat 20 provided at the downstream end of the intake port 11.

　以下、図２を参照しながら、バルブシート２０およびその近傍の構造を説明する。図２は、図１中のバルブシート２０近傍の領域（図１中の円で囲まれた領域Ｒ１）を拡大して示す断面図である。 Hereinafter, the valve seat 20 and the structure in the vicinity thereof will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a region in the vicinity of the valve seat 20 in FIG. 1 (a region R1 surrounded by a circle in FIG. 1).

　バルブシート２０は、図２に示すように、シリンダヘッド本体１０に接触する部分に、バルブシート２０の周方向に延びる少なくとも１本の溝２１を有する。図２に示す例では、バルブシート２０には、２本の溝２１Ａおよび２１Ｂが形成されている。２本の溝２１Ａおよび２１Ｂのそれぞれは、典型的には、バルブシート２０の全周にわたって（つまり円環状に）形成されている。 As shown in FIG. 2, the valve seat 20 has at least one groove 21 extending in the circumferential direction of the valve seat 20 in a portion in contact with the cylinder head body 10. In the example shown in FIG. 2, the valve seat 20 is formed with two

grooves

21A and 21B. Each of the two

grooves

21A and 21B is typically formed over the entire circumference of the valve seat 20 (that is, in an annular shape).

　２本の溝２１のうちの一方２１Ａは、バルブシート２０のポート側半部２０ａに配置されており、他方２１Ｂは、バルブシート２０の燃焼室側半部２０ｂに配置されている。本願明細書では、バルブ接触面２０ｃの中点（バルブ接触面２０ｃの長さの半分の位置）の鉛直分割線を基準として、バルブシート２０の燃焼室側に位置する半部２０ｂを「燃焼室側半部」と呼び、燃焼室側とは反対側（ポート側と呼ぶこともある）に位置する半部２０ａを「ポート側半部」と呼ぶ。 One of the two grooves 21 is disposed in the port half 20 a of the valve seat 20, and the other 21 B is disposed in the combustion chamber half 20 b of the valve seat 20. In the specification of the present application, the combustion chamber side 20b located on the combustion chamber side of the valve seat 20 is referred to as “combustion chamber based on the vertical dividing line of the middle point of the valve contact surface 20c (position of half the length of the valve contact surface 20c) The half 20 a is called “side half”, and the half 20 a located on the side opposite to the combustion chamber side (sometimes called “port side”) is called “port half”.

　溝２１Ａおよび２１Ｂのそれぞれ内には、シリンダヘッド本体１０の材料であるアルミニウム合金が充満している。言い換えると、シリンダヘッド本体１０は、バルブシート２０に接触する部分に、バルブシート２０の溝２１Ａおよび２１Ｂに係合する凸部を有している。 Each of the

grooves

21A and 21B is filled with an aluminum alloy which is a material of the cylinder head body 10. In other words, the cylinder head body 10 has, at a portion in contact with the valve seat 20, a convex portion engaged with the

grooves

21A and 21B of the valve seat 20.

　上述したように、本実施形態のシリンダヘッド１では、吸気ポート１１の下流端部にバルブシート２０が抵抗溶接されている。これにより、バルブシートがシリンダヘッド本体に圧入される従来の構成に比べ、ポートの設計自由度を高くすることができる。また、抵抗溶接を用いることにより、後に詳述するようなメカニズムにより、バルブシート２０をシリンダヘッド本体１０に対して強固に接合することができる。 As described above, in the cylinder head 1 of the present embodiment, the valve seat 20 is resistance-welded to the downstream end of the intake port 11. Thereby, the design freedom of the port can be increased compared to the conventional configuration in which the valve seat is press-fit into the cylinder head body. Further, by using resistance welding, the valve seat 20 can be firmly joined to the cylinder head body 10 by a mechanism which will be described in detail later.

　さらに、本実施形態のシリンダヘッド１では、バルブシート２０が、シリンダヘッド本体１０に接触する部分に、バルブシート２０の周方向に延びる少なくとも１本の溝２１を有する。既に説明したように、溝２１内には、シリンダヘッド本体１０の材料であるアルミニウム合金が充満しており、言い換えると、溝２１は、シリンダヘッド本体１０の凸部と係合している。そのため、このような溝２１が設けられていることにより、万一バルブシート２０のシリンダヘッド本体１０との接合力が低下した場合（バルブシート２０がシリンダヘッド本体１０から剥がれた場合）でも、バルブシート２０の脱落を防止することができる。 Furthermore, in the cylinder head 1 of the present embodiment, the valve seat 20 has at least one groove 21 extending in the circumferential direction of the valve seat 20 in a portion in contact with the cylinder head main body 10. As described above, the groove 21 is filled with the aluminum alloy that is the material of the cylinder head main body 10, in other words, the groove 21 is engaged with the convex portion of the cylinder head main body 10. Therefore, even if the joint force between the valve seat 20 and the cylinder head main body 10 is reduced by providing such a groove 21 (when the valve seat 20 is separated from the cylinder head main body 10), the valve It is possible to prevent the sheet 20 from falling off.

　図２には、溝２１が２本の場合を例示しているが、溝２１の本数は２に限定されるものではない。バルブシート２０は、シリンダヘッド本体１０に接触する部分に、１本の溝２１を有していてもよいし、３本以上の溝２１を有していてもよい。 Although the case where the number of grooves 21 is two is illustrated in FIG. 2, the number of grooves 21 is not limited to two. The valve seat 20 may have one groove 21 or may have three or more grooves 21 in a portion in contact with the cylinder head body 10.

　図３に、バルブシート２０が１本の溝２１を有する構成の例を示す。図３に示す例では、１本の溝２１が、バルブシート２０のポート側半部２０ａに配置されている。 FIG. 3 shows an example of a configuration in which the valve seat 20 has one groove 21. In the example shown in FIG. 3, one groove 21 is disposed in the port side half 20 a of the valve seat 20.

　バルブシート２０の脱落をより確実に防止する観点からは、溝２１の本数が多いことが好ましい。つまり、図３に示す例のように溝２１が１本の構成よりも、図２に示す例のように溝２１が２本の構成の方が好ましい。なお、バルブシート２０の脱落防止の観点からは、溝２１が２本の構成よりも３本以上の構成が好ましいともいえるが、溝２１の数が多すぎると、抵抗接合初期にバルブシート２０とシリンダヘッド本体１０の接触点に溝２１が近接しすぎて通電が好適に行えないおそれがある。そのため、抵抗溶接を好適に行う観点からは、溝２１は２本以下であることが好ましい。 From the viewpoint of more reliably preventing the valve seat 20 from falling off, it is preferable that the number of grooves 21 be large. That is, as in the example shown in FIG. 3, the configuration with two grooves 21 as in the example shown in FIG. 2 is preferable to the configuration with one groove 21. Although it can be said that the configuration of three or more grooves 21 is preferable to the configuration of two from the viewpoint of preventing the valve seat 20 from falling off, if the number of grooves 21 is too large, The groove 21 may be too close to the contact point of the cylinder head body 10, so that energization may not be performed preferably. Therefore, from the viewpoint of suitably performing resistance welding, it is preferable that the number of grooves 21 is two or less.

　溝２１が２本の場合、図２に例示したように、２本の溝２１がバルブシート２０のポート側半部２０ａおよび燃焼室側半部２０ｂにそれぞれ配置されていると、バルブシート２０の脱落を防止する効果が高い。また、２本の溝２１の一方２１Ａが、ポート側半部２０ａのさらに上半分に配置されており、他方２１Ｂが、燃焼室側半部２０ｂのさらに下半分に配置されていることがより好ましい。 In the case where two grooves 21 are provided, as illustrated in FIG. 2, when two grooves 21 are respectively disposed in the port side half 20 a and the combustion chamber side half 20 b of the valve seat 20, Highly effective in preventing falling off. Further, it is more preferable that one 21A of the two grooves 21 is disposed in the upper half of the port half 20a and the other 21B is disposed in the lower half of the combustion chamber half 20b. .

　溝２１が１本の場合、図３に示したように、溝２１はバルブシート２０のポート側半部２０ａに配置されていることが好ましい。バルブシート２０のポート側半部２０ａは、吸気バルブ６１からの鉛直荷重を、燃焼室側半部２０ｂよりも多く受けるので、バルブシート２０の剥離は、ポート側半部２０ａにおいて燃焼室側半部２０ｂにおいてよりも発生しやすいことがある。溝２１が１本の場合には、溝２１をバルブシート２０のポート側半部２０ａに配置することで、脱落防止の効果が高くなる。 In the case where one groove 21 is provided, as shown in FIG. 3, it is preferable that the groove 21 be disposed in the port side half 20 a of the valve seat 20. Since the port side half 20a of the valve seat 20 receives more vertical load from the intake valve 61 than the combustion chamber side half 20b, peeling of the valve seat 20 occurs on the combustion chamber side half at the port side half 20a. It is more likely to occur than at 20b. In the case where the number of the grooves 21 is one, by arranging the groove 21 in the port side half portion 20 a of the valve seat 20, the effect of preventing the falling off becomes high.

　続いて、図４を参照しながら、バルブシート２０の溝２１の好ましい構成を説明する。 Subsequently, with reference to FIG. 4, a preferable configuration of the groove 21 of the valve seat 20 will be described.

　図４に示す例では、溝２１は、第１溝面２１ａおよび第２溝面２１ｂによって規定される。溝２１の、バルブシート２０の径方向に沿った断面は、略三角形状である。 In the example shown in FIG. 4, the groove 21 is defined by the first groove surface 21 a and the second groove surface 21 b. The cross section of the groove 21 along the radial direction of the valve seat 20 is substantially triangular.

　溝２１の深さｄに特に制限はない。ただし、溝２１の深さｄが小さすぎると、脱落防止の効果が小さくなるおそれがある。そのため、溝２１の深さｄは、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。また、溝２１の深さｄが大きすぎると、溝２１内にアルミニウム合金を充満させにくかったり、バルブシート２０の厚さが局所的に小さくなりすぎて亀裂の原因となったりするおそれがある。そのため、溝２１の深さｄは、０．３ｍｍ以下であることが好ましい。 The depth d of the groove 21 is not particularly limited. However, if the depth d of the groove 21 is too small, the effect of the drop prevention may be reduced. Therefore, the depth d of the groove 21 is preferably 0.1 mm or more. If the depth d of the groove 21 is too large, it may be difficult to fill the groove 21 with an aluminum alloy, or the thickness of the valve seat 20 may be locally reduced to cause a crack. Therefore, the depth d of the groove 21 is preferably 0.3 mm or less.

　バルブシート２０の脱落の防止をより確実に行う観点からは、溝２１は、シリンダヘッド本体１０の凸部に引っ掛かりやすい形状であることが好ましい。具体的には、溝２１は、バルブシート２０の軸線（中心軸）Ｂｃに対してアンダーカットとなる（つまり軸線Ｂｃに沿ってバルブシート２０を下げようとしたときに引っ掛かるような）形状を有することが好ましい。具体的には、溝２１が、アンダーカット面を含むことが好ましい。図４に示す例では、第１溝面２１ａがアンダーカット面である。アンダーカット面である第１溝面２１ａは、径方向の一端に形成された外周端２１ａ１と、径方向の他端に形成されると共に外周端２１ａ１よりも径方向内方に形成された内周端２１ａ２とを含んでおり、内周端２１ａ２は、軸線Ｂｃ方向において、外周端２１ａ１と同じ位置または外周端２１ａ１よりも燃焼室に近い位置に形成されている。 From the viewpoint of more reliably preventing the valve seat 20 from falling off, the groove 21 preferably has a shape that is easily caught by the protrusion of the cylinder head main body 10. Specifically, the groove 21 is undercut with respect to the axis (central axis) Bc of the valve seat 20 (that is, it is hooked when trying to lower the valve seat 20 along the axis Bc) Is preferred. Specifically, the groove 21 preferably includes an undercut surface. In the example shown in FIG. 4, the first groove surface 21 a is an undercut surface. The first groove surface 21a, which is an undercut surface, is formed at an outer peripheral end 21a1 formed at one end in the radial direction and at the other end in the radial direction and an inner periphery formed inward in the radial direction than the outer peripheral end 21a1. The inner peripheral end 21a2 is formed at the same position as the outer peripheral end 21a1 or at a position closer to the combustion chamber than the outer peripheral end 21a1 in the direction of the axis Bc.

　第１溝面２１ａと第２溝面２１ｂとのなす角αに特に制限はない。ただし、第１溝面２１ａと第２溝面２１ｂとのなす角αが小さすぎると、溝２１内にアルミニウム合金を充満させにくいことがある。そのため、角αは４５°以上であることが好ましい。また、第１溝面２１ａと第２溝面２１ｂとのなす角αが大きすぎると、溝２１がシリンダヘッド本体１０の凸部に引っ掛かりにくくなる（アンダーカットでなくなる）おそれがある。そのため、角αは７５°以下であることが好ましい。 There is no restriction in particular in angle alpha which the 1st slot side 21a and the 2nd slot side 21b make. However, if the angle α between the first groove surface 21 a and the second groove surface 21 b is too small, it may be difficult to fill the groove 21 with the aluminum alloy. Therefore, the angle α is preferably 45 ° or more. If the angle α between the first groove surface 21a and the second groove surface 21b is too large, the groove 21 may not be easily caught by the convex portion of the cylinder head main body 10 (the undercut is eliminated). Therefore, the angle α is preferably 75 ° or less.

　図５に、溝２１の形状の他の例を示す。溝２１の底は、図４に模式的に示しているようなピン角（sharp corner）である必要はなく、図５に示すように、アール形状を有していてもよい。溝２１の底がアール形状を有することにより、シリンダヘッド本体１０の材料であるアルミニウム合金を、溝２１内に充満させやすくなる。 Another example of the shape of the groove 21 is shown in FIG. The bottom of the groove 21 does not have to be a sharp corner as schematically shown in FIG. 4 and may have a rounded shape as shown in FIG. The rounded shape of the bottom of the groove 21 facilitates filling the groove 21 with the aluminum alloy that is the material of the cylinder head body 10.

　溝２１の底のアール形状の曲率半径に特に制限はない。ただし、アール形状の曲率半径が小さすぎると、アール形状による効果が十分に得られないおそれがあり、アール形状の曲率半径が大きすぎると、溝２１がシリンダヘッド本体１０の凸部に引っ掛かりにくくなる（アンダーカットでなくなる）おそれがある。そのため、溝２１の底のアール形状の曲率半径は、具体的には、０．０２ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。 There is no particular limitation on the radius of curvature of the radius of the bottom of the groove 21. However, if the radius of curvature of the rounded shape is too small, the effect of the rounded shape may not be obtained sufficiently, and if the radius of curvature of the rounded shape is too large, the groove 21 is less likely to be caught by the convex portion of the cylinder head body 10 There is a risk that it will not be undercut. Therefore, the radius of curvature of the rounded shape of the bottom of the groove 21 is preferably 0.02 mm or more and 0.15 mm or less.

　なお、排気ポート１２の下流端部に設けられるバルブシート３０は、吸気ポート１１の下流端部に設けられるバルブシート２０と同じ構成を有していてもよいし、異なる構成を有していてもよい。バルブシート３０は、排気ポート１２の下流端部に抵抗溶接される必要はなく、圧入されていてもよい。 The valve seat 30 provided at the downstream end of the exhaust port 12 may have the same configuration as the valve seat 20 provided at the downstream end of the intake port 11, or may have a different configuration. Good. The valve seat 30 does not have to be resistance welded to the downstream end of the exhaust port 12 and may be press-fit.

　続いて、本実施形態のシリンダヘッド１の製造方法を説明する。 Subsequently, a method of manufacturing the cylinder head 1 of the present embodiment will be described.

　まず、アルミニウム合金から形成されたシリンダヘッド本体１０を用意する。本実施形態では、シリンダヘッド本体１０として、固相線温度が５２０℃以上５８０℃以下のアルミニウム合金から鋳造により形成された鋳造品を用意する。固相線温度が５２０℃以上５８０℃以下のアルミニウム合金としては、例えば、Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ系やＡｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系またはＡｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｍｇ系のアルミニウム合金を用いることができる。 First, a cylinder head body 10 formed of an aluminum alloy is prepared. In the present embodiment, a cast product formed by casting from an aluminum alloy having a solidus temperature of 520 ° C. or more and 580 ° C. or less is prepared as the cylinder head body 10. As an aluminum alloy having a solidus temperature of 520 ° C. or more and 580 ° C. or less, for example, an Al-Si-Cu-based, Al-Si-Mg-based or Al-Si-Cu-Mg-based aluminum alloy can be used.

　また、シリンダヘッド本体１０を用意するのとは別途に、鉄系合金から形成されたバルブシート２０を用意する。本実施形態では、バルブシート２０は、銅または銅合金が溶浸された鉄系焼結合金から形成されている。 Further, separately from preparing the cylinder head body 10, a valve seat 20 formed of an iron-based alloy is prepared. In the present embodiment, the valve seat 20 is formed of an iron-based sintered alloy in which copper or a copper alloy is infiltrated.

　図６に、用意されるバルブシート２０の例を示す。図６では、完成したシリンダヘッド１において燃焼室側となる部分が上側、ポート側となる部分が下側となるように図示している。図６に示す例では、バルブシート２０は、シリンダヘッド本体１０に接触する部分（具体的には外周面２０ｏ）に、バルブシート２０の周方向に延びる２本の溝２１を有する。バルブシート２０の外周面２０ｏは、ポート側に向かうにつれてバルブシート２０の外径が小さくなるように傾斜している。また、バルブシート２０の外周面２０ｏは、凸曲面となるように形成されている。一方、バルブシート２０の内周面２０ｉは、ポート側に向かうにつれてバルブシート２０の内径が小さくなるように傾斜した傾斜面２０ｉ１と、傾斜面２０ｉ１の内周側端部から軸線Ｂｃと略平行に延在する軸方向延在面２０ｉ２とから構成される。 FIG. 6 shows an example of the valve seat 20 prepared. In FIG. 6, in the completed cylinder head 1, the portion on the combustion chamber side is shown as the upper side, and the portion on the port side is the lower side. In the example shown in FIG. 6, the valve seat 20 has two grooves 21 extending in the circumferential direction of the valve seat 20 in a portion (specifically, the outer peripheral surface 20 o) in contact with the cylinder head body 10. The outer peripheral surface 20o of the valve seat 20 is inclined such that the outer diameter of the valve seat 20 decreases toward the port side. Further, the outer peripheral surface 20 o of the valve seat 20 is formed to be a convex curved surface. On the other hand, the inner peripheral surface 20i of the valve seat 20 is substantially parallel to the axis Bc from the inner peripheral end of the inclined surface 20i1 and the inner peripheral side of the inclined surface 20i1 inclined such that the inner diameter of the valve seat 20 decreases toward the port side. And an axially extending surface 20i2.

　また、図６に示す例では、バルブシート２０は、その表面に銅合金めっき層（または銅めっき層）２２を有する。銅合金めっき層２２の厚さは、例えば０．１μｍ以上３０μｍ以下である。なお、この工程において用意されるバルブシート２０は、完成したシリンダヘッド１におけるバルブシート２０とはその形状が異なり得る。後述するように、仕上げ加工等が行われるからである。 Further, in the example shown in FIG. 6, the valve seat 20 has a copper alloy plated layer (or copper plated layer) 22 on the surface thereof. The thickness of the copper alloy plating layer 22 is, for example, 0.1 μm or more and 30 μm or less. In addition, the valve seat 20 prepared in this process may differ in the shape from the valve seat 20 in the completed cylinder head 1. This is because finish processing and the like are performed as described later.

　続いて、吸気ポート１１の下流端部に、バルブシート２０を抵抗溶接により接合する。本実施形態では、バルブシート２０がその表面に銅合金めっき層（または銅めっき層）２２を有しているために、この接合工程は、バルブシート２０とシリンダヘッド本体１０との間に銅合金層（または銅層）を介在させた状態で行われることになる。以下、この接合工程をより具体的に説明する。 Subsequently, the valve seat 20 is joined to the downstream end of the intake port 11 by resistance welding. In the present embodiment, since the valve seat 20 has the copper alloy plated layer (or copper plated layer) 22 on its surface, this bonding step is performed by using a copper alloy between the valve seat 20 and the cylinder head body 10. It will be carried out with the layer (or copper layer) interposed. Hereinafter, this bonding step will be described more specifically.

　まず、図７を参照しながら、接合工程に用いられる抵抗溶接機（プレス装置）２００を説明する。図７（ａ）および（ｂ）は、それぞれ抵抗溶接機２００を模式的に示す正面図および側面図である。 First, a resistance welding machine (press device) 200 used in the bonding step will be described with reference to FIG. 7. FIGS. 7A and 7B are a front view and a side view schematically showing the resistance welder 200, respectively.

　抵抗溶接機２００は、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、基台２０１と、基台２０１の下部に固定された下部プラテン２０２と、下部プラテン２０２の上方に配置された上部プラテン２０３とを備える。上部プラテン２０３は、昇降自在に設けられており、下部プラテン２０２に対して接近および離隔することができる。基台２０１の上部には、軸線が上下方向を向くようにシリンダ装置２０４が取り付けられており、上部プラテン２０３は、このシリンダ装置２０４のロッド２０４ａの下端に固定されている。 As shown in FIGS. 7A and 7B, the resistance welder 200 includes a base 201, a lower platen 202 fixed to a lower portion of the base 201, and an upper platen disposed above the lower platen 202. And 203. The upper platen 203 is vertically movable, and can approach and separate from the lower platen 202. The cylinder device 204 is attached to the upper portion of the base 201 so that the axis line is in the vertical direction, and the upper platen 203 is fixed to the lower end of the rod 204 a of the cylinder device 204.

　下部プラテン２０２および上部プラテン２０３は、それぞれ導電部材２０２ａおよび２０３ａを介して給電装置（不図示）から給電される。上部プラテン２０３に接続された導電部材２０３ａは、上部プラテン２０３の昇降動作に応じて変形または昇降するように構成されている。また、ここでは、上部プラテン２０３が陽極として機能し、下部プラテン２０２が陰極として機能する。 The lower platen 202 and the upper platen 203 are supplied with power from a power feeding device (not shown) via the

conductive members

202a and 203a, respectively. The conductive member 203 a connected to the upper platen 203 is configured to be deformed or raised and lowered according to the raising and lowering operation of the upper platen 203. Here, the upper platen 203 functions as an anode, and the lower platen 202 functions as a cathode.

　上部プラテン２０３の前部には、反射部材２０５が固定されている。基台２０１の上部には、レーザ変位計２０６が取り付けられている。レーザ変位計２０６は、反射部材２０５にレーザ光を反射させて反射部材２０５との距離から上部プラテン２０３の変位量を測定する。 A reflective member 205 is fixed to the front of the upper platen 203. A laser displacement gauge 206 is attached to the top of the base 201. The laser displacement meter 206 reflects the laser light on the reflecting member 205 and measures the displacement amount of the upper platen 203 from the distance to the reflecting member 205.

　抵抗溶接を行う際には、まず、下部プラテン２０２上に下側電極２０７を固定し、この下側電極２０７上にシリンダヘッド本体１０を載置する。このとき、シリンダヘッド本体１０は、その下面（凹部１０ａが形成されている面）が上方に向き、且つ、吸気ポート１１の下流端部における軸線がシリンダ装置２０４のロッド２０４ａの軸線と一致するように配置する。 When the resistance welding is performed, first, the lower electrode 207 is fixed on the lower platen 202, and the cylinder head body 10 is mounted on the lower electrode 207. At this time, in the cylinder head body 10, the lower surface (the surface on which the recess 10a is formed) is directed upward, and the axis at the downstream end of the intake port 11 coincides with the axis of the rod 204a of the cylinder device 204. Place on

　次に、図８に示すように、吸気ポート１１のバルブガイド穴１１ａにガイド棒２０８を挿入する。ガイド棒２０８は、金属製の丸棒２０８ａと、丸棒２０８ａの外周面に形成された絶縁層（例えばアルミナ層）２０８ｂとを有し、バルブガイド穴１１ａに嵌合した状態でストッパー２０８ｃによって位置決め保持される。 Next, as shown in FIG. 8, the guide rod 208 is inserted into the valve guide hole 11 a of the intake port 11. The guide rod 208 has a metal round rod 208a and an insulating layer (for example, an alumina layer) 208b formed on the outer peripheral surface of the round rod 208a, and is positioned by the stopper 208c in a state fitted to the valve guide hole 11a. It is held.

　続いて、バルブシート２０を吸気ポート１１の下流端部に重ね、バルブシート２０に上側電極２０９を載せる。この上側電極２０９は、円柱状であり、その軸部にガイド棒２０８が嵌合する孔２０９ａが形成されている。上側電極２０９の下端部には、バルブシート２０の傾斜面２０ｉ１に接するテーパ面２０９ｂと、軸方向延在面２０ｉ２に全周にわたって接する位置決め用周面２０９ｃとが形成されている。また、上側電極２０９の下端部には、バルブシート２０を磁気吸着するための磁性体２０９ｄが設けられている。 Subsequently, the valve seat 20 is stacked on the downstream end of the intake port 11, and the upper electrode 209 is placed on the valve seat 20. The upper electrode 209 has a cylindrical shape, and a hole 209a in which the guide rod 208 is fitted is formed in the shaft portion thereof. At the lower end of the upper electrode 209, a tapered surface 209b in contact with the inclined surface 20i1 of the valve seat 20 and a positioning circumferential surface 209c in contact with the axially extending surface 20i2 over the entire circumference are formed. Further, at the lower end portion of the upper electrode 209, a magnetic body 209d for magnetically attracting the valve seat 20 is provided.

　上側電極２０９の孔２０９ａに、ガイド棒２０８を嵌合させることにより、上側電極２０９がシリンダヘッド本体１０の吸気ポート１１の下流端部と同軸上に位置決めされる。また、上側電極２０９のテーパ面２０９ｂおよび周面２０９ｃをバルブシート２０に接触させることにより、バルブシート２０が吸気ポート１１の下流端部と同軸となるように位置決めされる。 By fitting the guide rod 208 into the hole 209 a of the upper electrode 209, the upper electrode 209 is positioned coaxially with the downstream end of the intake port 11 of the cylinder head body 10. Further, by bringing the tapered surface 209 b and the circumferential surface 209 c of the upper electrode 209 into contact with the valve seat 20, the valve seat 20 is positioned so as to be coaxial with the downstream end of the intake port 11.

　その後、シリンダ装置２０４を駆動して上部プラテン２０３を下降させ、上側電極２０９に密着させる。このとき、上部プラテン２０３の下面と上側電極２０９の上面とが互いに平行となるようにする。 Thereafter, the cylinder device 204 is driven to lower the upper platen 203 so as to be in close contact with the upper electrode 209. At this time, the lower surface of the upper platen 203 and the upper surface of the upper electrode 209 are parallel to each other.

　次に、シリンダ装置２０４を駆動して上部プラテン２０３をさらに下降させ、上側電極２０９を介してバルブシート２０を一定の押圧力でシリンダヘッド本体１０に押し付ける。押圧力は、接合工程の初期において相対的に弱く、その後相対的に強くなるように設定される。 Next, the cylinder device 204 is driven to lower the upper platen 203 further, and the valve seat 20 is pressed against the cylinder head body 10 with a constant pressing force via the upper electrode 209. The pressing force is set to be relatively weak at the beginning of the bonding process and then relatively strong.

　押圧の開始から所定の時間経過後に、上部プラテン２０３および下部プラテン２０２に電圧を印加し、これら両プラテンの間、すなわち、上側電極２０９、バルブシート２０、シリンダヘッド本体１０および下側電極２０７に電流を流す。このとき、電流は上側電極２０９からシリンダヘッド本体１０へ向けて流れる。 After a predetermined time has elapsed from the start of pressing, a voltage is applied to upper platen 203 and lower platen 202, and current is applied between these two platens, ie, upper electrode 209, valve seat 20, cylinder head body 10 and lower electrode 207. Flow. At this time, current flows from the upper electrode 209 toward the cylinder head body 10.

　このとき（つまり接合前）の状態を図９に示す。図９に示すように、バルブシート２０の外周面（凸曲面である）２０ｏがシリンダヘッド本体１０に当接しており、これらが接触する部分の面積は非常に小さい。そのため、通電が行われるとこの部分で電気抵抗が大きいために局部発熱する。 The state at this time (that is, before bonding) is shown in FIG. As shown in FIG. 9, the outer peripheral surface (which is a convex curved surface) 20o of the valve seat 20 is in contact with the cylinder head body 10, and the area of the portion where these contact is extremely small. Therefore, when electricity is supplied, local heat is generated because the electrical resistance is large at this portion.

　この発熱により、バルブシート２０とシリンダヘッド本体１０との接触界面の温度が上昇すると、界面近傍の組成が、銅合金めっき層２２に含まれる銅とシリンダヘッド本体１０の材料であるアルミニウム合金との共晶合金となり、銅リッチなアルミニウム合金の液相が生成される。このときの状態（接合初期）を図１０に示す。図１０に示すように、液相化した共晶合金Ｌａによって、アルミニウム酸化膜や異物が接触部の外側に押し流される。 When the temperature of the contact interface between the valve seat 20 and the cylinder head main body 10 rises due to this heat generation, the composition in the vicinity of the interface is the copper contained in the copper alloy plated layer 22 and the aluminum alloy which is the material of the cylinder head main body 10 As a eutectic alloy, a liquid phase of a copper-rich aluminum alloy is generated. The state at this time (initial stage of bonding) is shown in FIG. As shown in FIG. 10, the aluminum oxide film and foreign matter are swept away to the outside of the contact portion by the eutectic alloy La which has been liquid phased.

　その後、接触界面の温度がさらに上昇すると、共晶合金層の近傍のシリンダヘッド本体１０のアルミニウム合金は、バルブシート２０が押し付けられていることと発熱によって昇温されていることとによって、塑性流動（塑性変形）を起こす。そのため、バルブシート２０がシリンダヘッド本体１０内に沈み込み始め、接合完了時には、図１１に示すようにバルブシート２０の外周面２０ｏの略全体がシリンダヘッド本体１０内に埋没した状態となる。また、このとき、バルブシート２０の溝２１内には、シリンダヘッド本体１０の材料であるアルミニウム合金が充満している。 Thereafter, when the temperature of the contact interface is further increased, the aluminum alloy of the cylinder head body 10 in the vicinity of the eutectic alloy layer is plastically flowed by the pressure of the valve seat 20 and the temperature rise due to heat generation. Causes (plastic deformation). Therefore, the valve seat 20 starts to sink into the cylinder head body 10, and when joining is completed, substantially the entire outer peripheral surface 20o of the valve seat 20 is buried in the cylinder head body 10 as shown in FIG. At this time, the groove 21 of the valve seat 20 is filled with the aluminum alloy which is the material of the cylinder head body 10.

　このようにして、バルブシート２０を、シリンダヘッド本体１０の吸気ポート１１の下流端部に抵抗溶接により接合することができる。 Thus, the valve seat 20 can be joined to the downstream end of the intake port 11 of the cylinder head body 10 by resistance welding.

　その後、仕上げ加工を行って不要部分を削除することにより、シリンダヘッド１を得ることができる。上述したメカニズムによる接合を行うと、特許文献１にも記載されているように、シリンダヘッド本体１０にバルブシート２０を強固に接合することができる。 Thereafter, the cylinder head 1 can be obtained by finishing and removing unnecessary portions. When joining by the mechanism described above is performed, as described in Patent Document 1, the valve seat 20 can be firmly joined to the cylinder head main body 10.

　抵抗溶接による接合を好適に行う観点からは、アルミニウム合金として、固相線温度が５２０℃以上５８０℃以下のアルミニウム合金を用いることが好ましい。 From the viewpoint of suitably performing joining by resistance welding, it is preferable to use an aluminum alloy having a solidus temperature of 520 ° C. or more and 580 ° C. or less as the aluminum alloy.

　また、バルブシート２０の材料である鉄系焼結合金の体積抵抗率を、シリンダヘッド本体１０の材料であるアルミニウム合金の体積抵抗率よりも高くし、接合工程を、バルブシート２０のシリンダヘッド本体１０に接触する部分の温度がバルブシート２０の材料の融点以上とならないように行うことが好ましい。これにより、抵抗溶接による接合時にバルブシート２０が溶損することを防止できる。バルブシート２０の材料である鉄系焼結合金の体積抵抗率は、好ましくは、１０μΩｃｍ以上３８μΩｃｍ以下である。ここでいう体積抵抗率は、室温（たとえば２５℃）のものである。 Further, the volume resistivity of the iron-based sintered alloy which is the material of the valve seat 20 is made higher than the volume resistivity of the aluminum alloy which is the material of the cylinder head body 10, and the bonding process is performed in the cylinder head body of the valve seat 20. It is preferable to carry out so that the temperature of the part which contacts 10 does not become more than the melting point of the material of the valve seat 20. Thereby, the valve seat 20 can be prevented from being melted and damaged at the time of joining by resistance welding. The volume resistivity of the iron-based sintered alloy which is the material of the valve seat 20 is preferably 10 μΩcm or more and 38 μΩcm or less. The volume resistivity referred to here is that at room temperature (for example, 25 ° C.).

　なお、表面に銅合金めっき層（または銅めっき層）２２を有するバルブシート２０を用いてシリンダヘッド１を製造した場合、完成したシリンダヘッド１において、バルブシート２０は、シリンダヘッド本体１０に接触しない部分に銅合金めっき層（または銅めっき層）２２を有することになる。残存している銅合金めっき層（または銅めっき層）２２により、防錆効果が得られる。 When the cylinder head 1 is manufactured using the valve seat 20 having the copper alloy plated layer (or copper plated layer) 22 on the surface, the valve seat 20 does not contact the cylinder head main body 10 in the completed cylinder head 1 It will have a copper alloy plating layer (or copper plating layer) 22 in the part. The remaining copper alloy plated layer (or copper plated layer) 22 provides an antirust effect.

　また、上述したメカニズムにより接合が行われると、バルブシート２０とシリンダヘッド本体１０との界面近傍において、鉄系焼結合金の空孔にアルミニウム合金が入り込むという現象が発生する。以下、図１２および図１３を参照しながら、この現象を説明する。図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および図１３（ａ）、（ｂ）は、抵抗溶接の際のバルブシート２０とシリンダヘッド本体１０との接触界面近傍の状態を時系列で示す図である。図１２（ａ）、（ｃ）および図１３（ｂ）は、それぞれ図９、図１０および図１１に示した状態に相当する。 In addition, when bonding is performed by the above-described mechanism, a phenomenon occurs in which an aluminum alloy intrudes into the pores of the iron-based sintered alloy in the vicinity of the interface between the valve seat 20 and the cylinder head main body 10. Hereinafter, this phenomenon will be described with reference to FIGS. 12 and 13. 12 (a), (b), (c) and FIGS. 13 (a) and (b) show the state near the contact interface between the valve seat 20 and the cylinder head body 10 at the time of resistance welding in time series. FIG. 12 (a), (c) and 13 (b) correspond to the states shown in FIGS. 9, 10 and 11, respectively.

　図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および図１３（ａ）、（ｂ）からわかるように、抵抗溶接時に、バルブシート２０とシリンダヘッド本体１０の温度上昇が生じ、銅リッチなアルミニウム合金の液相が生成される。このとき、銅合金めっき層２２中の銅だけでなく、バルブシート２０の材料である鉄系焼結合金の空孔２０ｖ中に溶浸していた銅も流動する。そのため、空孔２０ｖ中に、塑性流動したアルミニウム合金が入り込む。空孔２０ｖ中にアルミニウム合金が入り込んだ構造２０ｖａが形成されると、そのアンカー効果によって、接合強度が向上する。この効果は、鉄系焼結合金に溶浸された金属材料と、バルブシート２０の表面に形成されためっき層（皮膜）の金属材料とが同種（いずれも銅または銅合金）であることによって得られる特有の効果といえる。 As can be seen from FIGS. 12 (a), (b) and (c) and FIGS. 13 (a) and (b), the temperature of the valve seat 20 and the cylinder head body 10 rises during resistance welding, and copper rich aluminum A liquid phase of the alloy is formed. At this time, not only copper in the copper alloy plating layer 22 but also copper infiltrated into the pores 20v of the iron-based sintered alloy which is the material of the valve seat 20 also flows. Therefore, the plastically flowed aluminum alloy intrudes into the holes 20v. When the structure 20va in which the aluminum alloy intrudes into the holes 20v is formed, the anchor effect improves the bonding strength. This effect is due to the fact that the metal material infiltrated into the iron-based sintered alloy and the metal material of the plating layer (film) formed on the surface of the valve seat 20 are the same (both copper or copper alloy). It can be said that it is a unique effect to be obtained.

　なお、シリンダヘッド１を製造する際に用意されるバルブシート２０の形状は、図６に例示したものに限定されない。例えば、図１４に示すようなバルブシート２０が用意されてもよい。図１４に示すバルブシート２０は、ポート側において燃焼室側においてよりも肉厚である点において、図６に示す例と異なる。バルブシート２０をポート側において肉厚とすることにより、ポート側の発熱量を多くすることができる。吸気ポート１１の仕様等に応じてバルブシート２０の肉厚分布を設定することにより、抵抗溶接による接合を好適に行うことができる。 In addition, the shape of the valve seat 20 prepared when manufacturing the cylinder head 1 is not limited to what was illustrated in FIG. For example, a valve seat 20 as shown in FIG. 14 may be prepared. The valve seat 20 shown in FIG. 14 differs from the example shown in FIG. 6 in that it is thicker on the port side than on the combustion chamber side. By making the valve seat 20 thick on the port side, it is possible to increase the calorific value on the port side. By setting the thickness distribution of the valve seat 20 according to the specification of the intake port 11, etc., bonding by resistance welding can be suitably performed.

　また、上述したメカニズムにより接合が行われると、バルブシート２０とシリンダヘッド本体１０との界面近傍に、Ｆｅ－Ａｌ系の金属間化合物層（例えばＦｅＡｌ₃層）が形成される。この金属間化合物層の厚さは、例えば１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下である。従って、本実施形態による接合構造（冶金的な接合構造といえる）は、このような金属間化合物層の存在により、機械的な接合構造（かしめ法など）と区別され得る。 Further, when bonding is performed by the above-described mechanism, an Fe—Al based intermetallic compound layer (for example, FeAl ₃ layer) is formed in the vicinity of the interface between the valve seat 20 and the cylinder head body 10. The thickness of the intermetallic compound layer is, for example, 10 nm or more and 700 nm or less. Therefore, the junction structure according to the present embodiment (which can be said to be a metallurgical junction structure) can be distinguished from a mechanical junction structure (such as a caulking method) by the presence of such an intermetallic compound layer.

　続いて、本実施形態のようにバルブシート２０が溝２１を有する場合と、有しない場合とについて、剥離試験を行った結果を説明する。 Then, the result of having conducted the exfoliation test about the case where valve seat 20 has slot 21 like this embodiment, and the case where it does not have it is explained.

　図１５に、剥離試験の方法を示す。図１５に示すように、剥離試験は、接合後のバルブシート２０に、シリンダヘッド本体１０から離れる方向に引張り荷重を加えることによって行った。具体的には、吸気ポート１０の、バルブシート２０直上の部分にザグリ加工を行った上で、バルブシート２０のポート側端部（内周側縁部）に治具７０を引っ掛けてこの治具７０を引張り試験機で引張り、剥離時の荷重を測定した。 FIG. 15 shows the method of peeling test. As shown in FIG. 15, the peeling test was performed by applying a tensile load in a direction away from the cylinder head body 10 to the valve seat 20 after bonding. Specifically, after a portion of the intake port 10 directly above the valve seat 20 has been subjected to spot facing processing, a jig 70 is hooked on the port side end (inner peripheral side edge) of the valve seat 20 and this jig is used. 70 was pulled by a tensile tester, and the load at peeling was measured.

　図１６に、剥離試験の結果を示す。なお、図１６に示す「溝あり」の結果は、溝２１が２本の場合（図６に示した構成）についてのものである。図１６から、溝２１がある場合、溝２１がない場合と比べ、剥離が始まる荷重が大きくなっている（つまり剥がれにくくなっている）ことがわかる。また、溝２１がある場合、いったん剥離が始まった後も、完全な剥離になかなか至らないこともわかる。このように、バルブシート２０が溝２１を有することによって、バルブシート２０の剥離や脱落が好適に抑制されることが確認された。 FIG. 16 shows the results of the peeling test. The results of “with grooves” shown in FIG. 16 are for the case where there are two grooves 21 (the structure shown in FIG. 6). It can be seen from FIG. 16 that when the groove 21 is present, the load at which the peeling starts is larger (that is, it is difficult to be peeled) as compared with the case where the groove 21 is not present. Further, it can also be understood that even if the grooves 21 are present, even after the peeling starts, it is difficult to achieve complete peeling. As described above, it was confirmed that the valve seat 20 has the groove 21 so that the peeling and the detachment of the valve seat 20 are suitably suppressed.

　本実施形態のシリンダヘッド１は、上述したようにバルブシート２０の脱落がより確実に防止されるので、各種の内燃機関（エンジン）に好適に用いられる。本実施形態のシリンダヘッド１を備えた内燃機関の例を図１７に示す。 The cylinder head 1 of the present embodiment is suitably used for various internal combustion engines (engines) because the valve seat 20 is more reliably prevented from falling off as described above. An example of an internal combustion engine provided with the cylinder head 1 of the present embodiment is shown in FIG.

　図１７に示す内燃機関１００は、シリンダヘッド１と、シリンダ（シリンダブロック）３０と、クランクケース３５とを備える。また、内燃機関１００は、ピストン４０と、クランクシャフト４５と、コンロッド（コネクティングロッド）５０とをさらに備える。 An internal combustion engine 100 shown in FIG. 17 includes a cylinder head 1, a cylinder (cylinder block) 30, and a crankcase 35. Further, the internal combustion engine 100 further includes a piston 40, a crankshaft 45, and a connecting rod (connecting rod) 50.

　シリンダ３０は、シリンダボア３１を画定するシリンダ壁３２を有する。シリンダ３０は、アルミニウム合金から形成されている。 The cylinder 30 has a cylinder wall 32 that defines a cylinder bore 31. The cylinder 30 is formed of an aluminum alloy.

　シリンダヘッド１は、シリンダ３０上に設けられている。シリンダヘッド１は、シリンダ壁３２およびピストン４０とともに燃焼室６０を画定する。 The cylinder head 1 is provided on a cylinder 30. The cylinder head 1 together with the cylinder wall 32 and the piston 40 defines a combustion chamber 60.

　クランクケース３５は、シリンダ３０に対してシリンダヘッド１とは反対側に位置するように設けられている。クランクケース３５は、シリンダ３０と別体であってもよいし、シリンダ３０と一体に形成されていてもよい。 The crankcase 35 is provided on the side opposite to the cylinder head 1 with respect to the cylinder 30. The crankcase 35 may be separate from the cylinder 30, or may be integrally formed with the cylinder 30.

　ピストン４０は、シリンダボア３１内に収容されている。ピストン４０は、シリンダボア３１内を往復運動し得るように設けられている。ピストン４０は、アルミニウム合金から形成されている。 The piston 40 is accommodated in the cylinder bore 31. The piston 40 is provided to reciprocate in the cylinder bore 31. The piston 40 is formed of an aluminum alloy.

　クランクシャフト４５は、クランクケース３５内に収容されている。クランクシャフト４５は、クランクピン４６およびクランクアーム４７を有している。 The crankshaft 45 is accommodated in the crankcase 35. The crankshaft 45 has a crank pin 46 and a crank arm 47.

　コンロッド５０は、棒状のロッド本体部５１と、ロッド本体部５１の一端に設けられた小端部５２と、ロッド本体部５１の他端に設けられた大端部５３とを有する。コンロッド５０は、ピストン４０とクランクシャフト４５とを連結する。具体的には、小端部５２の貫通孔（ピストンピン孔）にピストン４０のピストンピン４８が挿入されているとともに、大端部５３の貫通孔（クランクピン孔）にクランクシャフト４５のクランクピン４６が挿入されており、そのことによってピストン４０とクランクシャフト４５とが連結されている。大端部５３の内周面とクランクピン４６との間には、軸受け５６が設けられている。 The connecting rod 50 has a rod-like rod body 51, a small end 52 provided at one end of the rod body 51, and a large end 53 provided at the other end of the rod body 51. The connecting rod 50 connects the piston 40 and the crankshaft 45. Specifically, the piston pin 48 of the piston 40 is inserted into the through hole (piston pin hole) of the small end 52, and the crank pin of the crankshaft 45 is inserted into the through hole (crank pin hole) of the large end 53. 46 is inserted, whereby the piston 40 and the crankshaft 45 are connected. A bearing 56 is provided between the inner peripheral surface of the large end portion 53 and the crankpin 46.

　内燃機関１００は、車両、船舶、または航空機に備えられてもよいし、これら以外の輸送手段に備えられてもよい。車両は、雪上を走行する雪上車両または陸上を走行する陸上車両であってもよいし、これら以外の車両であってもよい。陸上車両は、二輪車、三輪車、および四輪車を含む。鞍乗型車両は、雪上車両および陸上車両のいずれにも属する。 The internal combustion engine 100 may be provided in a vehicle, a ship, or an aircraft, or may be provided in other means of transportation. The vehicle may be an on-snow vehicle traveling on snow, a land vehicle traveling on land, or any other vehicle. Land vehicles include two-wheeled vehicles, three-wheeled vehicles, and four-wheeled vehicles. A straddle-type vehicle belongs to both snow vehicles and land vehicles.

　上述したように、本発明の実施形態によるシリンダヘッド１は、吸気ポート１１および排気ポート１２を有するシリンダヘッド本体１０であって、アルミニウム合金から形成されたシリンダヘッド本体１０と、鉄系合金から形成されたバルブシート２０であって、吸気ポート１１の下流端部に抵抗溶接されたバルブシート２０と、を備える。バルブシート２０は、シリンダヘッド本体１０に接触する部分に、バルブシート２０の周方向に延びる少なくとも１本の溝２１を有する。 As described above, the cylinder head 1 according to the embodiment of the present invention is the cylinder head body 10 having the intake port 11 and the exhaust port 12 and formed of the cylinder head body 10 formed of aluminum alloy and iron-based alloy And the valve seat 20 resistance-welded to the downstream end of the intake port 11. The valve seat 20 has at least one groove 21 extending in the circumferential direction of the valve seat 20 at a portion in contact with the cylinder head body 10.

　本発明の実施形態によるシリンダヘッド１では、吸気ポート１１の下流端部にバルブシート２０が抵抗溶接されている。これにより、バルブシート２０がシリンダヘッド本体１０に圧入される従来の構成に比べ、ポートの設計自由度を高くすることができる。また、抵抗溶接を用いることにより、バルブシート２０をシリンダヘッド本体１０に対して強固に接合することができる。さらに、本発明の実施形態によるシリンダヘッド１では、バルブシート２０が、シリンダヘッド本体１０に接触する部分に、バルブシート２０の周方向に延びる少なくとも１本の溝２１を有する。この溝２１内には、シリンダヘッド本体１０の材料であるアルミニウム合金が充満する。言い換えると、溝２１は、シリンダヘッド本体１０の凸部と係合している。そのため、このような溝２１が設けられていることにより、万一バルブシート２０のシリンダヘッド本体１０との接合が不十分となった場合（バルブシート２０がシリンダヘッド本体１０から剥がれた場合）でも、バルブシート２０の脱落を防止することができる。 In the cylinder head 1 according to the embodiment of the present invention, the valve seat 20 is resistance-welded to the downstream end of the intake port 11. As a result, compared with the conventional configuration in which the valve seat 20 is press-fit into the cylinder head body 10, the design freedom of the port can be increased. Moreover, the valve seat 20 can be firmly joined to the cylinder head body 10 by using resistance welding. Furthermore, in the cylinder head 1 according to the embodiment of the present invention, the valve seat 20 has at least one groove 21 extending in the circumferential direction of the valve seat 20 in a portion in contact with the cylinder head body 10. The groove 21 is filled with an aluminum alloy which is a material of the cylinder head body 10. In other words, the groove 21 is engaged with the projection of the cylinder head body 10. Therefore, even if the valve seat 20 is not sufficiently joined to the cylinder head body 10 by providing such a groove 21 (when the valve seat 20 is peeled off from the cylinder head body 10) And the valve seat 20 can be prevented from coming off.

　ある実施形態において、少なくとも１本の溝２１は、１本の溝２１である。 In one embodiment, at least one groove 21 is a single groove 21.

　ある実施形態において、１本の溝２１は、バルブシート２０のバルブ接触面２０ｃ中点より鉛直分割したポート側半部２０ａに配置されている。 In one embodiment, one groove 21 is disposed in the port side half 20 a vertically divided from the middle point of the valve contact surface 20 c of the valve seat 20.

　溝２１が１本の場合、溝２１は、バルブシート２０のポート側半部２０ａに配置されていることが好ましい。バルブシート２０のポート側半部２０ａは、吸気バルブ６１からの鉛直荷重を、燃焼室側半部２０ｂよりも多く受けるので、バルブシート２０の剥離は、ポート側半部２０ａにおいて燃焼室側半部２０ｂにおいてよりも発生しやすいことがある。溝２１が１本の場合には、溝２１をバルブシート２０のポート側半部２０ａに配置することで、脱落防止の効果が高くなる。 When the groove 21 is one, it is preferable that the groove 21 be disposed in the port side half 20 a of the valve seat 20. Since the port side half 20a of the valve seat 20 receives more vertical load from the intake valve 61 than the combustion chamber side half 20b, peeling of the valve seat 20 occurs on the combustion chamber side half at the port side half 20a. It is more likely to occur than at 20b. In the case where the number of the grooves 21 is one, by arranging the groove 21 in the port side half portion 20 a of the valve seat 20, the effect of preventing the falling off becomes high.

　ある実施形態において、少なくとも１本の溝２１は、２本の溝２１である。 In one embodiment, at least one groove 21 is two grooves 21.

　ある実施形態において、２本の溝２１は、バルブシート２０のバルブ接触面２０ｃ中点より鉛直分割したポート側半部２０ａおよび燃焼室側半部２０ｂにそれぞれ配置されている。 In one embodiment, the two grooves 21 are respectively disposed in the port side half 20 a and the combustion chamber side half 20 b vertically divided from the middle point of the valve contact surface 20 c of the valve seat 20.

　溝２１が２本の場合、２本の溝２１がバルブシート２０のポート側半部２０ａおよび燃焼室側半部２０ｂにそれぞれ配置されていると、バルブシート２０の脱落を防止する効果が高い。 When the two grooves 21 are arranged in the port side half 20a and the combustion chamber side half 20b of the valve seat 20, respectively, the effect of preventing the valve seat 20 from falling off is high.

　ある実施形態において、少なくとも１本の溝２１の深さｄは、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。 In one embodiment, the depth d of at least one groove 21 is 0.1 mm or more and 0.3 mm or less.

　溝２１の深さｄが小さすぎると、脱落防止の効果が小さくなるおそれがある。そのため、溝２１の深さｄは、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。また、溝２１の深さｄが大きすぎると、溝２１内にアルミニウム合金を充満させにくかったり、バルブシート２０の厚さが局所的に小さくなりすぎて亀裂の原因となったりするおそれがある。そのため、溝２１の深さｄは、０．３ｍｍ以下であることが好ましい。 If the depth d of the groove 21 is too small, the effect of the drop prevention may be reduced. Therefore, the depth d of the groove 21 is preferably 0.1 mm or more. If the depth d of the groove 21 is too large, it may be difficult to fill the groove 21 with an aluminum alloy, or the thickness of the valve seat 20 may be locally reduced to cause a crack. Therefore, the depth d of the groove 21 is preferably 0.3 mm or less.

　ある実施形態において、少なくとも１本の溝２１は、アンダーカット面２１ａを含み、アンダーカット面２１ａは、径方向の一端に形成された外周端２１ａ１と、径方向の他端に形成されると共に外周端２１ａ１よりも径方向内方に形成された内周端２１ａ２と、を含み、内周端２１ａ２は、バルブシート２０の軸線Ｂｃ方向において、外周端２１ａ１と同じ位置または外周端２１ａ１よりも燃焼室に近い位置に形成されている。 In one embodiment, at least one groove 21 includes an undercut surface 21a, and the undercut surface 21a is formed at an outer peripheral end 21a1 formed at one end in the radial direction and at the other end in the radial direction And an inner peripheral end 21a2 formed radially inward of the end 21a1, the inner peripheral end 21a2 being at the same position as the outer peripheral end 21a1 in the axial line Bc direction of the valve seat 20 or the combustion chamber than the outer peripheral end 21a1 It is formed in the position near.

　バルブシート２０の脱落の防止をより確実に行う観点からは、溝２１は、シリンダヘッド本体１０の凸部に引っ掛かりやすい形状であることが好ましい。具体的には、溝２１は、バルブシート２０の軸線（中心軸）Ｂｃに対してアンダーカットとなる（つまり軸線Ｂｃに沿ってバルブシート２０を下げようとしたときに引っ掛かるような）形状を有することが好ましい。つまり、溝２１が、アンダーカット面２１ａを含むことが好ましい。アンダーカット面２１ａは、径方向の一端に形成された外周端２１ａ１と、径方向の他端に形成されると共に外周端２１ａ１よりも径方向内方に形成された内周端２１ａ２とを含んでおり、内周端２１ａ２は、軸線Ｂｃ方向において、外周端２１ａ１と同じ位置または外周端２１ａ１よりも燃焼室に近い位置に形成されている。 From the viewpoint of more reliably preventing the valve seat 20 from falling off, the groove 21 preferably has a shape that is easily caught by the protrusion of the cylinder head main body 10. Specifically, the groove 21 is undercut with respect to the axis (central axis) Bc of the valve seat 20 (that is, it is hooked when trying to lower the valve seat 20 along the axis Bc) Is preferred. That is, it is preferable that the groove 21 includes the undercut surface 21a. Undercut surface 21a includes an outer peripheral end 21a1 formed at one end in the radial direction, and an inner peripheral end 21a2 formed at the other end in the radial direction and further inward in the radial direction than the outer peripheral end 21a1. The inner peripheral end 21a2 is formed at the same position as the outer peripheral end 21a1 or at a position closer to the combustion chamber than the outer peripheral end 21a1 in the direction of the axis Bc.

　ある実施形態において、少なくとも１本の溝２１のそれぞれは、第１溝面２１ａおよび第２溝面２１ｂによって規定され、バルブシート２０の径方向に沿った断面が略三角形状である。 In one embodiment, each of the at least one groove 21 is defined by the first groove surface 21a and the second groove surface 21b, and the cross section along the radial direction of the valve seat 20 is substantially triangular.

　ある実施形態において、第１溝面２１ａと第２溝面２１ｂとのなす角αが４５°以上７５°以下である。 In an embodiment, an angle α between the first groove surface 21 a and the second groove surface 21 b is 45 ° or more and 75 ° or less.

　第１溝面２１ａと第２溝面２１ｂとのなす角αが小さすぎると、溝２１内にアルミニウム合金を充満させにくいことがある。そのため、角αは４５°以上であることが好ましい。また、第１溝面２１ａと第２溝面２１ｂとのなす角αが大きすぎると、溝２１がシリンダヘッド本体１０の凸部に引っ掛かりにくくなる（アンダーカットでなくなる）おそれがある。そのため、角αは７５°以下であることが好ましい。 If the angle α between the first groove surface 21 a and the second groove surface 21 b is too small, it may be difficult to fill the groove 21 with the aluminum alloy. Therefore, the angle α is preferably 45 ° or more. If the angle α between the first groove surface 21a and the second groove surface 21b is too large, the groove 21 may not be easily caught by the convex portion of the cylinder head main body 10 (the undercut is eliminated). Therefore, the angle α is preferably 75 ° or less.

　ある実施形態において、少なくとも１本の溝２１のそれぞれの底は、アール形状を有する。 In one embodiment, the bottom of each of the at least one groove 21 has a rounded shape.

　溝２１の底がアール形状を有することにより、シリンダヘッド本体１０の材料であるアルミニウム合金を、溝２１内に充満させやすくなる。 The rounded shape of the bottom of the groove 21 facilitates filling the groove 21 with the aluminum alloy that is the material of the cylinder head body 10.

　ある実施形態において、アール形状の曲率半径は、０．０２ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。 In one embodiment, the radius of curvature of the rounded shape is 0.02 mm or more and 0.15 mm or less.

　溝２１の底のアール形状の曲率半径が小さすぎると、アール形状による効果が十分に得られないおそれがあり、アール形状の曲率半径が大きすぎると、溝２１がシリンダヘッド本体１０の凸部に引っ掛かりにくくなる（アンダーカットでなくなる）おそれがある。そのため、溝２１の底のアール形状の曲率半径は、具体的には、０．０２ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。 If the radius of curvature of the R-shaped bottom of the groove 21 is too small, the effect of the R-shaped may not be obtained sufficiently. If the radius of curvature of the R-shaped is too large, the groove 21 may be formed on the convex portion of the cylinder head body 10 There is a risk that it will be difficult to get caught (it will not be undercut). Therefore, the radius of curvature of the rounded shape of the bottom of the groove 21 is preferably 0.02 mm or more and 0.15 mm or less.

　ある実施形態において、アルミニウム合金の固相線温度が５２０℃以上５８０℃以下である。 In one embodiment, the solidus temperature of the aluminum alloy is 520 ° C. or more and 580 ° C. or less.

　ある実施形態において、鉄系合金は、銅または銅合金が溶浸された鉄系焼結合金である。 In one embodiment, the iron-based alloy is an iron-based sintered alloy in which copper or a copper alloy is infiltrated.

　ある実施形態において、鉄系焼結合金の体積抵抗率は、アルミニウム合金の体積抵抗率よりも高い。 In one embodiment, the volume resistivity of the iron-based sintered alloy is higher than the volume resistivity of the aluminum alloy.

　バルブシート２０の材料である鉄系焼結合金の体積抵抗率を、シリンダヘッド本体１０の材料であるアルミニウム合金の体積抵抗率よりも高くすると、抵抗溶接による接合を、バルブシート２０のシリンダヘッド本体１０に接触する部分の温度がバルブシート２０の材料の融点以上とならないように行うことができる。これにより、抵抗溶接による接合時にバルブシート２０が溶損することを防止できる。 When the volume resistivity of the iron-based sintered alloy which is the material of the valve seat 20 is made higher than the volume resistivity of the aluminum alloy which is the material of the cylinder head body 10, the joining by resistance welding is performed by the cylinder head body of the valve seat 20 It can be carried out so that the temperature of the portion in contact with 10 does not exceed the melting point of the material of the valve seat 20. Thereby, the valve seat 20 can be prevented from being melted and damaged at the time of joining by resistance welding.

　ある実施形態において、室温における鉄系焼結合金の体積抵抗率は、１０μΩｃｍ以上３８μΩｃｍ以下である。 In one embodiment, the volume resistivity of the iron-based sintered alloy at room temperature is 10 μΩcm or more and 38 μΩcm or less.

　バルブシート２０の材料である鉄系焼結合金の体積抵抗率は、好ましくは、１０μΩｃｍ以上３８μΩｃｍ以下である。 The volume resistivity of the iron-based sintered alloy which is the material of the valve seat 20 is preferably 10 μΩcm or more and 38 μΩcm or less.

　ある実施形態において、バルブシート２０は、シリンダヘッド本体１０に接触しない部分に形成された銅めっき層または銅合金めっき層２２を有する。 In one embodiment, the valve seat 20 has a copper plating layer or a copper alloy plating layer 22 formed on a portion not in contact with the cylinder head body 10.

　バルブシート２０がその表面に銅合金めっき層（または銅めっき層）２２を有していると、抵抗溶接による接合は、バルブシート２０とシリンダヘッド本体１０との間に銅合金層（または銅層）を介在させた状態で行われることになる。これにより、シリンダヘッド本体１０にバルブシート２０を強固に接合し得る。 When the valve seat 20 has a copper alloy plated layer (or copper plated layer) 22 on the surface, the joint by resistance welding is a copper alloy layer (or copper layer) between the valve seat 20 and the cylinder head body 10 It will be carried out in the state where it intervened. Thus, the valve seat 20 can be firmly joined to the cylinder head body 10.

　ある実施形態において、バルブシート２０とシリンダヘッド本体１０との界面近傍において、鉄系焼結合金の空孔２０ｖにアルミニウム合金が入り込んでいる。 In one embodiment, in the vicinity of the interface between the valve seat 20 and the cylinder head body 10, the aluminum alloy intrudes into the pores 20v of the iron-based sintered alloy.

　鉄系焼結合金の空孔２０ｖにアルミニウム合金が入り込んだ構造２０ｖａが形成されると、そのアンカー効果によって、接合強度が向上する。 When the structure 20va in which the aluminum alloy intrudes into the pores 20v of the iron-based sintered alloy is formed, the anchor effect improves the bonding strength.

　ある実施形態において、バルブシート２０は、吸気ポート１１側において燃焼室側においてよりも肉厚である。 In one embodiment, the valve seat 20 is thicker at the intake port 11 side than at the combustion chamber side.

　バルブシート２０を吸気ポート１１側において肉厚とすることにより、吸気ポート１１側の発熱量を多くすることができる。吸気ポート１１の仕様等に応じてバルブシート２０の肉厚分布を設定することにより、抵抗溶接による接合を好適に行うことができる。 By making the valve seat 20 thick on the intake port 11 side, it is possible to increase the amount of heat generation on the intake port 11 side. By setting the thickness distribution of the valve seat 20 according to the specification of the intake port 11, etc., bonding by resistance welding can be suitably performed.

　ある実施形態において、本発明によるシリンダヘッド１は、バルブシート２０とシリンダヘッド本体１０との界面近傍に、１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の厚さを有するＦｅ－Ａｌ系の金属間化合物層を有する。 In one embodiment, the cylinder head 1 according to the present invention has an Fe—Al intermetallic compound layer having a thickness of 10 nm or more and 700 nm or less in the vicinity of the interface between the valve seat 20 and the cylinder head body 10.

　抵抗溶接による接合構造（冶金的な接合構造といえる）は、金属間化合物層（例えば１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の厚さを有するＦｅ－Ａｌ系の金属間化合物層）の存在により、機械的な接合構造（かしめ法など）と区別され得る。 The joint structure by resistance welding (a metallurgical joint structure) is a mechanical joint structure due to the presence of an intermetallic compound layer (for example, an Fe-Al intermetallic compound layer having a thickness of 10 nm to 700 nm). It can be distinguished from (such as caulking).

　本発明の実施形態による内燃機関１００は、上述したいずれかの構成を有するシリンダヘッド１を備える。 An internal combustion engine 100 according to an embodiment of the present invention includes a cylinder head 1 having any of the configurations described above.

　本発明の実施形態によるシリンダヘッド１の製造方法は、吸気ポート１１および排気ポート１２を有するシリンダヘッド本体１０と、吸気ポート１１の下流端部に配置されたバルブシート２０とを備えたシリンダヘッド１の製造方法であって、アルミニウム合金から形成されたシリンダヘッド本体１０を用意する工程（Ａ）と、鉄系合金から形成されたバルブシート２０を用意する工程（Ｂ）と、吸気ポート１１の下流端部に、バルブシート２０を抵抗溶接により接合する工程（Ｃ）と、を包含する。工程（Ｂ）において用意されるバルブシート２０は、シリンダヘッド本体１０に接触する部分に、バルブシート２０の周方向に延びる少なくとも１本の溝２１を有する。 A method of manufacturing a cylinder head 1 according to an embodiment of the present invention includes a cylinder head main body 10 having an intake port 11 and an exhaust port 12 and a valve seat 20 disposed at the downstream end of the intake port 11. A manufacturing method of the cylinder head main body 10 formed of an aluminum alloy, a step (B) of preparing a valve seat 20 formed of an iron-based alloy, and a downstream side of the intake port 11 And (C) joining the valve seat 20 by resistance welding at the end. The valve seat 20 prepared in the step (B) has at least one groove 21 extending in the circumferential direction of the valve seat 20 at a portion in contact with the cylinder head body 10.

　本発明の実施形態によるシリンダヘッド１の製造方法では、吸気ポート１１の下流端部にバルブシート２０を抵抗溶接により接合する。これにより、バルブシート２０がシリンダヘッド本体１０に圧入される場合に比べ、ポートの設計自由度を高くすることができる。また、抵抗溶接を用いることにより、バルブシート２０をシリンダヘッド本体１０に対して強固に接合することができる。さらに、本発明の実施形態によるシリンダヘッド１の製造方法では、用意されるバルブシート２０が、シリンダヘッド本体１０に接触する部分に、バルブシート２０の周方向に延びる少なくとも１本の溝２１を有する。この溝２１内には、シリンダヘッド本体１０の材料であるアルミニウム合金が充満する。言い換えると、溝２１は、シリンダヘッド本体１０の凸部と係合する。そのため、このような溝２１が設けられていることにより、万一バルブシート２０のシリンダヘッド本体１０との接合が不十分となった場合（バルブシート２０がシリンダヘッド本体１０から剥がれた場合）でも、バルブシート２０の脱落を防止することができる。 In the method of manufacturing the cylinder head 1 according to the embodiment of the present invention, the valve seat 20 is joined to the downstream end of the intake port 11 by resistance welding. Thereby, compared with the case where the valve seat 20 is press-fit into the cylinder head body 10, the design freedom of the port can be increased. Moreover, the valve seat 20 can be firmly joined to the cylinder head body 10 by using resistance welding. Furthermore, in the method of manufacturing the cylinder head 1 according to the embodiment of the present invention, the provided valve seat 20 has at least one groove 21 extending in the circumferential direction of the valve seat 20 in a portion contacting the cylinder head main body 10 . The groove 21 is filled with an aluminum alloy which is a material of the cylinder head body 10. In other words, the groove 21 engages with the protrusion of the cylinder head body 10. Therefore, even if the valve seat 20 is not sufficiently joined to the cylinder head body 10 by providing such a groove 21 (when the valve seat 20 is peeled off from the cylinder head body 10) And the valve seat 20 can be prevented from coming off.

　ある実施形態において、工程（Ｃ）は、バルブシート２０とシリンダヘッド本体１０との間に銅層または銅合金層を介在させた状態で行われる。 In one embodiment, step (C) is performed with a copper layer or a copper alloy layer interposed between the valve seat 20 and the cylinder head body 10.

　抵抗溶接による接合工程が、バルブシート２０とシリンダヘッド本体１０との間に銅合金層（または銅層）を介在させた状態で行われることにより、シリンダヘッド本体１０にバルブシート２０を強固に接合し得る。 The valve seat 20 is firmly joined to the cylinder head body 10 by performing the joining step by resistance welding in a state in which the copper alloy layer (or copper layer) is interposed between the valve seat 20 and the cylinder head body 10. It can.

　ある実施形態において、工程（Ｃ）は、バルブシート２０のシリンダヘッド本体１０に接触する部分の温度が鉄系合金の融点以上とならないように行われる。 In one embodiment, step (C) is performed such that the temperature of the portion of the valve seat 20 in contact with the cylinder head body 10 does not exceed the melting point of the iron-based alloy.

　抵抗溶接による接合工程を、バルブシート２０のシリンダヘッド本体１０に接触する部分の温度がバルブシート２０の材料の融点以上とならないように行うことにより、バルブシート２０が溶損することを防止できる。 By performing the joining step by resistance welding so that the temperature of the portion of the valve seat 20 in contact with the cylinder head body 10 does not exceed the melting point of the material of the valve seat 20, the valve seat 20 can be prevented from melting.

　１：シリンダヘッド、１０：シリンダヘッド本体、１１：吸気ポート、１２：排気ポート、２０：バルブシート、２０ａ：バルブシートのポート側半部、２０ｂ：バルブシートの燃焼室側半部、２０ｉ：バルブシートの内周面、２０ｏ：バルブシートの外周面、２０ｖ：空孔、２１：溝、２１ａ：第１溝面、２１ｂ：第２溝面、Ｂｃ：バルブシートの軸線、２２：銅合金めっき層、１００：内燃機関 1: Cylinder head, 10: Cylinder head body, 11: Intake port, 12: Exhaust port, 20: Valve seat, 20a: Port side half of valve seat, 20b: Combustion side of valve seat half, 20i: Valve Inner surface of seat, 20o: Outer peripheral surface of valve seat, 20v: Hole, 21: groove, 21a: first groove surface, 21b: second groove surface, Bc: valve seat axis, 22: copper alloy plated layer , 100: internal combustion engine

Claims

　吸気ポートおよび排気ポートを有するシリンダヘッド本体であって、アルミニウム合金から形成されたシリンダヘッド本体と、
　鉄系合金から形成されたバルブシートであって、前記吸気ポートの下流端部に抵抗溶接されたバルブシートと、
を備え、
　前記バルブシートは、前記シリンダヘッド本体に接触する部分に、前記バルブシートの周方向に延びる少なくとも１本の溝を有する、シリンダヘッド。 A cylinder head body having an intake port and an exhaust port, the cylinder head body formed of an aluminum alloy,
A valve seat formed of an iron-based alloy, the valve seat being resistance-welded to the downstream end of the intake port;
Equipped with
The cylinder head has at least one groove extending in the circumferential direction of the valve seat at a portion in contact with the cylinder head body.
　前記少なくとも１本の溝は、１本の溝である、請求項１に記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to claim 1, wherein the at least one groove is a single groove.
　前記１本の溝は、前記バルブシートのバルブ接触面中点より鉛直分割したポート側半部に配置されている、請求項２に記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to claim 2, wherein the one groove is disposed in a port side half vertically divided from a valve contact surface middle point of the valve seat.
　前記少なくとも１本の溝は、２本の溝である、請求項１に記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to claim 1, wherein the at least one groove is two grooves.
　前記２本の溝は、前記バルブシートのバルブ接触面中点より鉛直分割したポート側半部および燃焼室側半部にそれぞれ配置されている、請求項４に記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to claim 4, wherein the two grooves are respectively disposed in a port side half and a combustion chamber side half vertically divided from a valve contact surface middle point of the valve seat.
　前記少なくとも１本の溝の深さは、０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である、請求項１から５のいずれかに記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to any one of claims 1 to 5, wherein a depth of the at least one groove is 0.1 mm or more and 0.3 mm or less.
　前記少なくとも1本の溝は、アンダーカット面を含み、
　前記アンダーカット面は、径方向の一端に形成された外周端と、径方向の他端に形成されると共に前記外周端よりも径方向内方に形成された内周端と、を含み、
　前記内周端は、前記バルブシートの軸線方向において、前記外周端と同じ位置または前記外周端よりも燃焼室に近い位置に形成されている、請求項１から６のいずれかに記載のシリンダヘッド。 The at least one groove includes an undercut surface,
The undercut surface includes an outer peripheral end formed at one end in the radial direction, and an inner peripheral end formed at the other end in the radial direction and further inward in the radial direction than the outer peripheral end.
The cylinder head according to any one of claims 1 to 6, wherein the inner peripheral end is formed at the same position as the outer peripheral end or a position closer to the combustion chamber than the outer peripheral end in the axial direction of the valve seat. .
　前記少なくとも１本の溝のそれぞれは、第１溝面および第２溝面によって規定され、前記バルブシートの径方向に沿った断面が略三角形状である、請求項１から７のいずれかに記載のシリンダヘッド。 Each of the at least one groove is defined by a first groove surface and a second groove surface, and a cross section along a radial direction of the valve seat is substantially triangular. Cylinder head.
　前記第１溝面と前記第２溝面とのなす角が４５°以上７５°以下である、請求項８に記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to claim 8, wherein an angle between the first groove surface and the second groove surface is 45 ° or more and 75 ° or less.
　前記少なくとも１本の溝のそれぞれの底は、アール形状を有する、請求項８または９に記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to claim 8 or 9, wherein the bottom of each of the at least one groove has a rounded shape.
　前記アール形状の曲率半径は、０．０２ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である、請求項１０に記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to claim 10, wherein the radius of curvature of the rounded shape is 0.02 mm or more and 0.15 mm or less.
　前記アルミニウム合金の固相線温度が５２０℃以上５８０℃以下である、請求項１から１１のいずれかに記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to any one of claims 1 to 11, wherein a solidus temperature of the aluminum alloy is 520 ° C or more and 580 ° C or less.
　前記鉄系合金は、銅または銅合金が溶浸された鉄系焼結合金である、請求項１から１２のいずれかに記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to any one of claims 1 to 12, wherein the iron-based alloy is an iron-based sintered alloy in which copper or a copper alloy is infiltrated.
　前記鉄系焼結合金の体積抵抗率は、前記アルミニウム合金の体積抵抗率よりも高い、請求項１から１３のいずれかに記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to any one of claims 1 to 13, wherein a volume resistivity of the iron-based sintered alloy is higher than a volume resistivity of the aluminum alloy.
　室温における前記鉄系焼結合金の体積抵抗率は、１０μΩｃｍ以上３８μΩｃｍ以下である、請求項１４に記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to claim 14, wherein the volume resistivity of the iron-based sintered alloy at room temperature is 10 μΩcm or more and 38 μΩcm or less.
　前記バルブシートは、前記シリンダヘッド本体に接触しない部分に形成された銅めっき層または銅合金めっき層を有する、請求項１３から１５のいずれかに記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to any one of claims 13 to 15, wherein the valve seat has a copper plating layer or a copper alloy plating layer formed on a portion not in contact with the cylinder head body.
　前記バルブシートと前記シリンダヘッド本体との界面近傍において、前記鉄系焼結合金の空孔に前記アルミニウム合金が入り込んでいる、請求項１３から１６のいずれかに記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to any one of claims 13 to 16, wherein the aluminum alloy intrudes into the pores of the iron-based sintered alloy in the vicinity of the interface between the valve seat and the cylinder head body.
　前記バルブシートは、前記吸気ポート側において燃焼室側においてよりも肉厚である、請求項１から１７のいずれかに記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to any one of claims 1 to 17, wherein the valve seat is thicker at the intake port side than at the combustion chamber side.
　前記バルブシートと前記シリンダヘッド本体との界面近傍に、１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の厚さを有するＦｅ－Ａｌ系の金属間化合物層を有する、請求項１から１８のいずれかに記載のシリンダヘッド。 The cylinder head according to any one of claims 1 to 18, further comprising an Fe-Al based intermetallic compound layer having a thickness of 10 nm to 700 nm in the vicinity of the interface between the valve seat and the cylinder head body.
　請求項１から１９のいずれかに記載のシリンダヘッドを備えた内燃機関。 An internal combustion engine comprising the cylinder head according to any one of claims 1 to 19.
　吸気ポートおよび排気ポートを有するシリンダヘッド本体と、前記吸気ポートの下流端部に配置されたバルブシートとを備えたシリンダヘッドの製造方法であって、
　アルミニウム合金から形成された前記シリンダヘッド本体を用意する工程（Ａ）と、
　鉄系合金から形成された前記バルブシートを用意する工程（Ｂ）と、
　前記吸気ポートの下流端部に、前記バルブシートを抵抗溶接により接合する工程（Ｃ）と、
を包含し、
　前記工程（Ｂ）において用意される前記バルブシートは、前記シリンダヘッド本体に接触する部分に、前記バルブシートの周方向に延びる少なくとも１本の溝を有する、シリンダヘッドの製造方法。 A method of manufacturing a cylinder head comprising: a cylinder head body having an intake port and an exhaust port; and a valve seat disposed at a downstream end of the intake port,
Providing the cylinder head body formed of an aluminum alloy (A);
Providing the valve seat formed of an iron-based alloy (B);
Bonding the valve seat to the downstream end of the intake port by resistance welding (C);
To include
The method for manufacturing a cylinder head, wherein the valve seat prepared in the step (B) has at least one groove extending in the circumferential direction of the valve seat in a portion in contact with the cylinder head body.
　前記鉄系合金は、銅または銅合金が溶浸された鉄系焼結合金である、請求項２１に記載のシリンダヘッドの製造方法。 The method for manufacturing a cylinder head according to claim 21, wherein the iron-based alloy is an iron-based sintered alloy in which copper or a copper alloy is infiltrated.
　前記工程（Ｃ）は、前記バルブシートと前記シリンダヘッド本体との間に銅層または銅合金層を介在させた状態で行われる、請求項２２に記載のシリンダヘッドの製造方法。 The method for manufacturing a cylinder head according to claim 22, wherein the step (C) is performed in a state where a copper layer or a copper alloy layer is interposed between the valve seat and the cylinder head body.
　前記工程（Ｃ）は、前記バルブシートの前記シリンダヘッド本体に接触する部分の温度が前記鉄系合金の融点以上とならないように行われる、請求項２１から２３のいずれかに記載のシリンダヘッドの製造方法。 The cylinder head according to any one of claims 21 to 23, wherein the step (C) is performed such that the temperature of the portion of the valve seat in contact with the cylinder head body does not exceed the melting point of the iron-based alloy. Production method.