(57)【要約】【課題】中子を使用することなくシリンダヘッドに冷却水通路を形成しかつその機能を十分に担保する。【解決手段】金型鋳造される内燃機関のシリンダヘッドを、カムキャリアを形成する上側部品１と、吸排気ポート２５及び冷却水通路２７を形成する下側部品２とに分割し、下側部品２の冷却水通路２７を、側面側に抜かれる金型により成形される第一通路部２７１、２７２と、上面側に抜かれる金型により成形される第二通路部２７３とを備えるものとする。その上で、吸排気マニホールド４１、４２の取付フランジ４１１、４２１で第一通路部２７１、２７２の開口を閉塞するとともに、上側部品１の下面で第二通路部２７３の開口を閉塞する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型鋳造される内燃機関のシリンダヘッドの構造であって、
カムキャリアを形成する上側部品と、吸気ポート、排気ポート及び冷却水通路を形成する下側部品とを要素とし、
下側部品の冷却水通路は、吸気ポートまたは排気ポートが開口する側面側に抜かれる金型により成形される第一通路部と、上側部品と接合する上面側に抜かれる金型により成形される第二通路部とを備え、
吸気マニホールドまたは排気マニホールドの取付フランジで第一通路部の開口を閉塞するとともに、上側部品の下面で第二通路部の開口を閉塞することを特徴とするシリンダヘッドの構造。
【請求項２】
前記第一通路部を成形する金型と前記第二通路部を成形する金型とを突き合わせることで、これら第一通路部と第二通路部とを連通させるようにしている請求項１記載のシリンダヘッドの構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型鋳造される内燃機関のシリンダヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の自動車用水冷４サイクル内燃機関のシリンダヘッドは、燃焼室まわりに冷却水通路を形成する必要、及び動弁系のバケット式バルブリフタガイドを形成する必要から、置き中子を使用した低圧ないし重力鋳造により製造されることが一般的である。即ち、冷却水通路等の形成箇所に砂中子を配置した上で鋳込み、凝固後に砂中子を破砕して除去している。だが、砂中子を鋳造品より完全に取り除かなければならず、砂中子自体の製造に費やす費用や砂中子のために生産効率の高い高圧鋳造（ダイカスト）を採用しづらいことを併せて考えると、砂中子を使用せずにシリンダヘッドを鋳造できれば望ましい。
【０００３】
かねてより、砂中子を使用することなくシリンダヘッドを鋳造する試みはなされている。例えば、下記特許文献には、シリンダヘッドを上下二個の部品に分割し、下側部品の上面に開口する凹溝状の冷却水通路を金型成形して、上側部品の下面でこの冷却水通路を上方より閉塞する手法が開示されている。
【特許文献１】特開昭６２−２９４７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上面側に抜かれる金型で成形した冷却水通路の上縁を専ら上側部品で閉塞する手法では、冷却水通路の形状が少なからず制約されるきらいがあり、冷却水通路の形状を調整して冷却水の流れをコントロールすることが難しくなる。その結果、運転中に特に冷却すべき必要性の高い排気バルブ周辺等の冷却が不十分になるといったことが起こる。
【０００５】
以上に鑑みてなされた本発明は、中子を使用することなくシリンダヘッドに冷却水通路を形成し、かつその冷却水流通機能を十分に担保することを所期の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、金型鋳造される内燃機関のシリンダヘッドを、カムキャリアを形成する上側部品と、吸気ポート、排気ポート及び冷却水通路を形成する下側部品とに分割し、下側部品の冷却水通路を、吸気ポートまたは排気ポートが開口する側面側に抜かれる金型により成形される第一通路部と、上側部品と接合する上面側に抜かれる金型により成形される第二通路部とを備えるものとする。その上で、吸気マニホールドまたは排気マニホールドの取付フランジで第一通路部の開口を閉塞するとともに、上側部品の下面で第二通路部の開口を閉塞する構造とした。
【０００７】
このようなものであれば、中子を使用することなく従来同様の冷却水通路を形成できる。並びに、専ら上側部品の下面を冷却水通路の上縁とする上記例の手法と比較して冷却水通路の断面形状の設計の自由度が増し、より容易に冷却水の流れをコントロールすることが可能となる。
【０００８】
加えて、前記第一通路部を成形する金型と前記第二通路部を成形する金型とを突き合わせることで、これら第一通路部と第二通路部とを連通させるようにすれば、鋳造後にドリル切削を行う等の後加工を省くことにつながり、製造コストの低減に資する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、中子を使用することなくシリンダヘッドに冷却水通路を形成でき、かつその冷却水流通機能を十分に担保し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態のシリンダヘッドの分解斜視図を図１に、Ａ−Ａ線断面図を図２に、Ｂ−Ｂ線断面図を図３に示す。このシリンダヘッドは、上下に分割した上側部品１及び下側部品２を要素とし、これら上側部品１と下側部品２とを薄板状のガスケット３を挟んで接合して構成される。尤も、ガスケット３の具体的態様は特に限定されず、液状ガスケット（ＦＩＰＧ）等を採用することも許容される。
【００１１】
上側部品１、下側部品２はそれぞれ金型鋳造品である。上側部品１には、点火プラグを挿通するプラグ挿通口１３、吸気バルブタペットや排気バルブタペットを挿通するバルブタペット挿通口１１、１２、バルブを駆動するためのカムシャフトを軸承するカムキャリア１４、１５等が形成される。プラグ挿通口１３は略鉛直方向に沿って上側部品１を貫通し、バルブタペット挿通口１１、１２は中央に向かって互いに相寄るような傾斜方向に沿って上側部品１を貫通する。
【００１２】
下側部品２には、プラグ挿通口１３に挿通した点火プラグを配置するプラグ配設口２３、バルブタペット挿通口１１、１２の同軸上に挿通したバルブガイド及びバルブを配置するバルブ配設口２１、２２、吸気ポート２４及び排気ポート２５等が形成される。加えて、下面の中央部位に燃料室の上壁部２６が凹設される。吸気ポート２４及び排気ポート２５は下側部品２の両側面に開口し、そこから中央に向かって延伸して燃焼室の上壁部２６に連通する。プラグ配設口２３の上縁はプラグ挿通口１３の下縁と略同等の内周形状をなし、下方に向かうにつれて縮径しつつ燃焼室の上壁部２６に連通する。バルブ配設口２１、２２はバルブタペット挿通口１１、１２と平行な傾斜方向に延伸し、燃焼室２６と吸気ポート２４、排気ポート２５との境界に設定されたバルブシートと同軸上にあるようにレイアウトされる。
【００１３】
そして、下側部品２には、冷却水を流通させる冷却水通路２７が形成されている。この冷却水通路２７は、第一通路部２７１、２７２と、第二通路部２７３と、連絡通路部２７４、２７５とを備えている。第一通路部２７１、２７２は下側部品２の両側面に開口し、そこから中央に向かって延伸しており、その内方端がプラグ配設口２３近傍にまで達する。第一通路部２７１、２７２は、隔壁を隔てて吸気ポート２４、排気ポート２５に隣接する。特に、排気方の第一通路部２７２は、排気ポート２５の外周を概ね包囲している。第二通路部２７３は下側部品２の上面に開口し、そこから下方に向かって延伸して第一通路部２７１、２７２の内方端付近に連通する。第二通路部２７３は、プラグ配設口２３の外周を包囲している。また、連絡通路部２７４、２７５は下側部品２の下面に開口し、そこから上方に向かって延伸して第一通路部２７１、２７２に連通する。連絡通路部２７４、２７５は、当該シリンダヘッドの冷却水通路２７をシリンダブロックの冷却水通路２７に接続する役割を担う。
【００１４】
図４に示すように、第一通路部２７１、２７２は側面側に抜かれる金型Ｘにより成形され、第二通路部２７３は上面側に抜かれる金型Ｙにより成形される。吸気方の第一通路部２７１、排気方の第一通路部２７２と第二通路部２７３とは、各々の金型Ｘ、Ｙを突き合わせた箇所で相互に連通する。並びに、連絡通路部２７４、２７５は下面側に抜かれる金型Ｚにより成形される。第一通路部２７１、２７２と連絡通路部２７４、２７５とは、やはり各々の金型Ｘ、Ｚを突き合わせた箇所で相互に連通する。
【００１５】
当該シリンダヘッド（の下側部品２）の側面には、吸気マニホールド４１及び排気マニホールド４２がそれぞれガスケットを挟んで取り付けられる。第一通路部２７１、２７２の開口は、これらマニホールド４１、４２の取付フランジ４１１、４２１によって閉塞される。第二通路部２７３の開口は、上側部品１の下面によって閉塞される。
【００１６】
本実施形態によれば、金型鋳造される内燃機関のシリンダヘッドを、カムキャリアを形成する上側部品１と、吸気ポート２４、排気ポート２５及び冷却水通路２７を形成する下側部品２とに分割し、下側部品２の冷却水通路２７を、吸気ポート２４または排気ポート２５が開口する側面側に抜かれる金型Ｘにより成形される第一通路部２７１、２７２と、上側部品１と接合する上面側に抜かれる金型Ｙにより成形される第二通路部２７３とを備えるものとして、吸気マニホールド４１または排気マニホールド４２の取付フランジ４１１、４２１で第一通路部２７１、２７２の開口を閉塞するとともに、上側部品１の下面で第二通路部２７３の開口を閉塞する構造としたため、中子を使用することなく冷却水通路２７を形成できる。並びに、冷却水通路２７の形状設計の自由度が増し、より容易に冷却水の流れをコントロールすることが可能となる。
【００１７】
加えて、前記第一通路部２７１、２７２を成形する金型Ｘと前記第二通路部２７３を成形する金型Ｙとを突き合わせることで、これら第一通路部２７１、２７２と第二通路部２７３とを連通させるようにしており、鋳造後にドリル切削を行う等の後加工を省くことができ、製造コストの低減に資する。
【００１８】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態のシリンダヘッドを示す分解斜視図。
【図２】同Ａ−Ａ線断面図。
【図３】同Ｂ−Ｂ線断面図。
【図４】Ｂ−Ｂ線断面に対応し、冷却水通路を成形するための金型について説明する図。
【符号の説明】
【００２０】
１…下側部品
２…上側部品
２７…冷却水通路
２７１、２７２…第一通路部
２７３…第二通路部
４１…吸気マニホールド
４１１…取付フランジ
４２…排気マニホールド
４１２…取付フランジ
Ｘ、Ｙ、Ｚ…冷却水通路を成形するための金型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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