(57)【要約】【課題】鋳造成形のシリンダヘッド４の吸気ポート１２からの吸気のタンブル流を、吸気ポート用中子の鋳型内の設置位置のばらつきに関係なく、安定的に強くする。【解決手段】シリンダヘッド４の所定の基準面４ｅと、加工工程で加工する吸気ポート１２Ａ、又は気筒毎の吸気ポート１２の数が２つである場合の該２つの吸気ポート１２のうち上記加工する吸気ポート１２Ａとは別の吸気ポート１２Ｂの長さ方向中間部に設けた所定部位との間の、気筒の中心軸Ｃ方向の距離ｄを測定し、上記加工工程において、該加工工程で加工する吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおける反燃焼室側壁面の工具挿入方向の加工深さを、該加工工程で加工する、上記距離を測定した吸気ポート１２Ａ、又は上記気筒毎の吸気ポート１２の数が２つである場合の上記別の吸気ポート１２Ｂについての上記距離ｄの測定結果に基づいて調整する。【選択図】図４
2016180358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ又は複数の気筒を有するエンジンに用いられ、１つの気筒毎に、該気筒内の燃焼室に吸気を流入させる１つ又は２つの吸気ポートが形成された、エンジンのシリンダヘッドの製造方法であって、
上記気筒毎の上記１つ又は２つの吸気ポートは、上記気筒の中心軸方向から見て、所定方向の一側から他側にある上記燃焼室に向かって延び、かつ、上記気筒の中心軸方向及び上記所定方向に垂直な方向から見て、上記所定方向の上記他側に向かって上記気筒の中心軸方向の上記燃焼室側に傾斜するように延びていて、上記シリンダヘッドの上記燃焼室に面する面における上記所定方向の上記一側の部分に開口し、
上記シリンダヘッドを鋳造するとともに、該シリンダヘッドの鋳造時に、上記気筒毎の上記１つ又は２つの吸気ポートを、１つの吸気ポート毎に１つの吸気ポート用中子を用いて形成する鋳造工程と、
上記鋳造工程の後、上記気筒毎の吸気ポートの数が１つである場合の該１つの吸気ポート、又は２つである場合のいずれか１つの吸気ポート若しくは両方の吸気ポートのスロート部における、上記気筒の中心軸方向の反燃焼室側に位置する反燃焼室側壁面を、上記シリンダヘッドにおける該吸気ポートの燃焼室への開口部から、該開口部を開閉する吸気弁の中心軸線に沿って挿入した工具により加工する加工工程と、
上記鋳造工程の後でかつ上記加工工程の前に、上記シリンダヘッドの所定の基準面と、上記加工工程で加工する吸気ポート、又は上記気筒毎の吸気ポートの数が２つである場合の該２つの吸気ポートのうち上記加工工程で加工する吸気ポートとは別の吸気ポートの長さ方向中間部に設けた所定部位との間の、上記気筒の中心軸方向の距離を測定する測定工程と、を備え、
上記加工工程において、該加工工程で加工する吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面の工具挿入方向の加工深さを、該加工工程で加工する、上記距離を測定した吸気ポート、又は上記気筒毎の吸気ポートの数が２つである場合の上記別の吸気ポートについての上記距離の測定結果に基づいて調整することを特徴とするエンジンのシリンダヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンのシリンダヘッドの製造方法において、
上記鋳造工程は、上記シリンダヘッドの鋳造時に、上記気筒毎に２つの吸気ポートを形成する工程であり、
上記気筒毎の上記２つの吸気ポートうち一方の吸気ポートは、他方の吸気ポートに比べて、吸気ポートのスロート部の径が小さくされ、
上記測定工程は、上記一方の吸気ポートについての上記距離を測定する工程であり、
上記加工工程は、上記シリンダヘッドにおける上記一方の吸気ポートの燃焼室への開口部から挿入した上記工具により、該一方の吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面を加工するとともに、該該一方の吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面の工具挿入方向の加工深さを、該一方の吸気ポートについての上記距離の測定結果に基づいて調整する工程であることを特徴とするエンジンのシリンダヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のエンジンのシリンダヘッドの製造方法において、
上記鋳造工程は、上記シリンダヘッドの鋳造時に、上記気筒毎に２つの吸気ポートを形成する工程であり、
上記測定工程は、上記気筒毎の上記２つの吸気ポートについての上記距離をそれぞれ測定する工程であり、
上記加工工程は、上記シリンダヘッドにおける上記２つの吸気ポートの燃焼室への開口部からそれぞれ挿入した上記工具により、該２つの吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面をそれぞれ加工するとともに、上記２つの吸気ポートのうち一方の吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面の工具挿入方向の加工深さを、該一方の吸気ポートについての上記距離の測定結果に基づいて調整し、かつ、他方の吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面の工具挿入方向の加工深さを、該他方の吸気ポートについての上記距離の測定結果に基づいて調整する工程であることを特徴とするエンジンのシリンダヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項１記載のエンジンのシリンダヘッドの製造方法において、
上記鋳造工程は、上記シリンダヘッドの鋳造時に、上記気筒毎に２つの吸気ポートを形成する工程であり、
上記測定工程は、上記気筒毎の上記２つの吸気ポートのうち一方の吸気ポートについての上記距離を測定する工程であり、
上記加工工程は、上記シリンダヘッドにおける上記２つの吸気ポートの燃焼室への開口部からそれぞれ挿入した上記工具により、該２つの吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面をそれぞれ加工するとともに、該２つの吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面の工具挿入方向の加工深さを、上記一方の吸気ポートついての上記距離の測定結果に基づいて調整する工程であることを特徴とするエンジンのシリンダヘッドの製造方法。
【請求項５】
１つ又は複数の気筒を有するエンジンに用いられ、１つの気筒毎に、該気筒内の燃焼室に吸気を流入させる１つ又は２つの吸気ポートが形成された、エンジンのシリンダヘッドであって、
上記シリンダヘッドは鋳造により成形されたものであり、
上記気筒毎の上記１つ又は２つの吸気ポートは、上記シリンダヘッドの鋳造時に、１つの吸気ポート毎に１つの吸気ポート用中子を用いて形成されたものであるとともに、上記気筒の中心軸方向から見て、所定方向の一側から他側にある上記燃焼室に向かって延び、かつ、上記気筒の中心軸方向及び上記所定方向に垂直な方向から見て、上記所定方向の上記他側に向かって上記気筒の中心軸方向の上記燃焼室側に傾斜するように延びていて、上記シリンダヘッドの上記燃焼室に面する面に開口しており、
上記気筒毎の吸気ポートの数が１つである場合の該１つの吸気ポート、又は２つである場合のいずれか１つの吸気ポート若しくは両方の吸気ポートのスロート部における、上記気筒の中心軸方向の反燃焼室側に位置する反燃焼室側壁面に設けられ、上記シリンダヘッドにおける該吸気ポートの燃焼室への開口部から、該開口部を開閉する吸気弁の中心軸線に沿って挿入された工具により加工された加工部を備え、
上記加工部における工具挿入方向の加工深さが、上記シリンダヘッドの所定の基準面と、当該加工部が設けられた吸気ポート、又は上記気筒毎の吸気ポートの数が２つである場合の該２つの吸気ポートのうち当該加工部が設けられた吸気ポートとは別の吸気ポートの長さ方向中間部に設けた所定部位との間の、上記気筒の中心軸方向の距離に基づいて調整された深さとされていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッド。
【請求項６】
請求項５記載のエンジンのシリンダヘッドにおいて、
上記気筒毎の吸気ポートの数が２つであり、
上記気筒毎の上記２つの吸気ポートうち一方の吸気ポートは、他方の吸気ポートに比べて、吸気ポートのスロート部の径が小さくされ、
上記加工部は、上記一方の吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面に設けられ、
上記加工部における工具挿入方向の加工深さが、上記一方の吸気ポートについての上記距離に基づいて調整された深さとされていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッド。
【請求項７】
請求項５記載のエンジンのシリンダヘッドにおいて、
上記気筒毎の吸気ポートの数が２つであり、
上記加工部は、上記気筒毎の上記２つの吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面にそれぞれ設けられ、
上記２つの吸気ポートのうち一方の吸気ポートの加工部における工具挿入方向の加工深さが、該一方の吸気ポートについての上記距離に応じた加工深さとされ、
他方の吸気ポートの加工部における工具挿入方向の加工深さが、該他方の吸気ポートについての上記距離に基づいて調整された深さとされていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッド。
【請求項８】
請求項５記載のエンジンのシリンダヘッドにおいて、
上記気筒毎の吸気ポートの数が２つであり、
上記加工部は、上記気筒毎の上記２つの吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面にそれぞれ設けられ、
上記２つの吸気ポートの加工部における工具挿入方向の加工深さが、上記２つの吸気ポートのうち一方の吸気ポートについての上記距離に基づいて調整された深さとされていることを特徴とするエンジンのシリンダヘッド。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか１つに記載のエンジンのシリンダヘッドにおいて、
上記エンジンは、多気筒エンジンであることを特徴とするエンジンのシリンダヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのシリンダヘッドの製造方法及びその方法で製造されたエンジンのシリンダヘッドに関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シリンダヘッドの吸気ポートから燃焼室に流入した吸気のタンブル流の強さを増大させるために、吸気ポートのスロート部の形状を改善する取り組みがなされている。例えば特許文献１では、吸気ポートのスロート部の第１壁面（上側壁面）に、エッジを形成し、その第１壁面におけるエッジよりもバルブステムガイドのガイド穴側（上流側）に、凸状に張り出した曲面部を形成する。一方、上記スロート部の第２壁面（下側壁面）の下流端の近傍部を、上記ガイド穴の中心軸線（吸気弁の中心軸線）側に向かって延伸させ、その下流端をエッジにするようにしている。
【０００３】
上記シリンダヘッドは、通常、鋳型により鋳造され、そのシリンダヘッドの鋳造時に、吸気ポートが吸気ポート用中子を用いて形成される。この吸気ポート用中子の鋳型内の設置位置にはばらつきが生じ、このばらつき（つまり、吸気ポートの位置の製造誤差によるばらつき）により、吸気ポート（特にスロート部）の高さ位置がばらつき、この吸気ポートの高さ位置のばらつきにより、タンブル流の強さが変化する。
【０００４】
そこで、例えば特許文献２では、吸気ポートのスロート部の下側壁面のエッジを加工するための吸気ポートカッタが提案されており、この吸気ポートカッタによる加工により、上記ばらつきが生じても、エッジ角度のずれの発生を抑制して、タンブル流の強さの設計値からの変化を抑制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１７４７０２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８４３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、吸気ポートの下側壁面のエッジ角度よりも、吸気ポートの上側壁面の高さ位置又は形状の方がタンブル流の強さに大きく影響を及ぼすため、吸気ポート用中子の鋳型内の設置位置のばらつきに対して、上記特許文献２のように、吸気ポートカッタによるエッジの加工による対処だけでは、安定した強いタンブル流を得ることは困難である。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、鋳造により成形されたシリンダヘッドの吸気ポートから燃焼室に流入する吸気のタンブル流を、吸気ポート用中子の鋳型内の設置位置のばらつきに関係なく、安定的に強くしようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明では、１つ又は複数の気筒を有するエンジンに用いられ、１つの気筒毎に、該気筒内の燃焼室に吸気を流入させる１つ又は２つの吸気ポートが形成された、エンジンのシリンダヘッドの製造方法を対象として、上記気筒毎の上記１つ又は２つの吸気ポートは、上記気筒の中心軸方向から見て、所定方向の一側から他側にある上記燃焼室に向かって延び、かつ、上記気筒の中心軸方向及び上記所定方向に垂直な方向から見て、上記所定方向の上記他側に向かって上記気筒の中心軸方向の上記燃焼室側に傾斜するように延びていて、上記シリンダヘッドの上記燃焼室に面する面における上記所定方向の上記一側の部分に開口し、上記シリンダヘッドを鋳造するとともに、該シリンダヘッドの鋳造時に、上記気筒毎の上記１つ又は２つの吸気ポートを、１つの吸気ポート毎に１つの吸気ポート用中子を用いて形成する鋳造工程と、上記鋳造工程の後、上記気筒毎の吸気ポートの数が１つである場合の該１つの吸気ポート、又は２つである場合のいずれか１つの吸気ポート若しくは両方の吸気ポートのスロート部における、上記気筒の中心軸方向の反燃焼室側に位置する反燃焼室側壁面を、上記シリンダヘッドにおける該吸気ポートの燃焼室への開口部から、該開口部を開閉する吸気弁の中心軸線に沿って挿入した工具により加工する加工工程と、上記鋳造工程の後でかつ上記加工工程の前に、上記シリンダヘッドの所定の基準面と、上記加工工程で加工する吸気ポート、又は上記気筒毎の吸気ポートの数が２つである場合の該２つの吸気ポートのうち上記加工工程で加工する吸気ポートとは別の吸気ポートの長さ方向中間部に設けた所定部位との間の、上記気筒の中心軸方向の距離を測定する測定工程と、を備え、上記加工工程において、該加工工程で加工する吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面の工具挿入方向の加工深さを、該加工工程で加工する、上記距離を測定した吸気ポート、又は上記気筒毎の吸気ポートの数が２つである場合の上記別の吸気ポートについての上記距離の測定結果に基づいて調整するようにした。
【０００９】
上記の方法により、吸気ポートのスロート部における、タンブル流の強さに大きく影響を及ぼす反燃焼室側壁面の工具挿入方向の加工深さを、その吸気ポート又は別の吸気ポートの、所定の基準面に対する位置に基づいて調整するので、その調整により、吸気ポートのスロート部における反燃焼室側壁面を、該吸気ポートの所定の基準面に対する位置に応じて適切な形状に加工して、吸気ポート用中子の鋳型内の設置位置のばらつきに関係なく、安定した強いタンブル流を得られようにすることができる。
【００１０】
上記エンジンのシリンダヘッドの製造方法の一実施形態では、上記鋳造工程は、上記シリンダヘッドの鋳造時に、上記気筒毎に２つの吸気ポートを形成する工程であり、上記気筒毎の上記２つの吸気ポートうち一方の吸気ポートは、他方の吸気ポートに比べて、吸気ポートのスロート部の径が小さくされ、上記測定工程は、上記一方の吸気ポートについての上記距離を測定する工程であり、上記加工工程は、上記シリンダヘッドにおける上記一方の吸気ポートの燃焼室への開口部から挿入した上記工具により、該一方の吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面を加工するとともに、該該一方の吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面の工具挿入方向の加工深さを、該一方の吸気ポートについての上記距離の測定結果に基づいて調整する工程である。
【００１１】
このことにより、一方の吸気ポートから燃焼室に流入する吸気のタンブル流の強さが、他方の吸気ポートから燃焼室に流入する吸気のタンブル流の強さよりも強くなり、この結果、一方の吸気ポートから燃焼室に流入した吸気の強いタンブル流が、他方の吸気ポートから燃焼室に流入した吸気の弱いタンブル流の側へ流れ易くなり、これにより、両方の吸気のミキシング性が向上して、燃料とそれら吸気とのミキシング性も向上する。ここで、タンブル流が強くなる一方の吸気ポートの所定の基準面に対する位置のばらつきは、タンブル流の強さに対してより大きく影響を及ぼす。そこで、一方の吸気ポートのスロート部における反燃焼室側壁面の工具挿入方向の加工深さを、一方の吸気ポートについての上記距離の測定結果に基づいて調整することで、一方の吸気ポートから燃焼室に流入する吸気のタンブル流を、安定的に強くすることができる。
【００１２】
上記エンジンのシリンダヘッドの製造方法の別の実施形態では、上記鋳造工程は、上記シリンダヘッドの鋳造時に、上記気筒毎に２つの吸気ポートを形成する工程であり、上記測定工程は、上記気筒毎の上記２つの吸気ポートについての上記距離をそれぞれ測定する工程であり、上記加工工程は、上記シリンダヘッドにおける上記２つの吸気ポートの燃焼室への開口部からそれぞれ挿入した上記工具により、該２つの吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面をそれぞれ加工するとともに、上記２つの吸気ポートのうち一方の吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面の工具挿入方向の加工深さを、該一方の吸気ポートについての上記距離の測定結果に基づいて調整し、かつ、他方の吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面の工具挿入方向の加工深さを、該他方の吸気ポートについての上記距離の測定結果に基づいて調整する工程である。
【００１３】
このことで、気筒毎の２つの吸気ポートから燃焼室に流入する吸気のタンブル流を、安定的に強くすることができる。
【００１４】
上記エンジンのシリンダヘッドの製造方法の更に別の実施形態では、上記鋳造工程は、上記シリンダヘッドの鋳造時に、上記気筒毎に２つの吸気ポートを形成する工程であり、上記測定工程は、上記気筒毎の上記２つの吸気ポートのうち一方の吸気ポートについての上記距離を測定する工程であり、上記加工工程は、上記シリンダヘッドにおける上記２つの吸気ポートの燃焼室への開口部からそれぞれ挿入した上記工具により、該２つの吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面をそれぞれ加工するとともに、該２つの吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面の工具挿入方向の加工深さを、上記一方の吸気ポートついての上記距離の測定結果に基づいて調整する工程である。
【００１５】
これにより、気筒毎の２つの吸気ポートのうち一方の吸気ポートについて距離を測定するだけで済むので、距離を測定する工程を簡略化することができる。
【００１６】
他の態様として、１つ又は複数の気筒を有するエンジンに用いられ、１つの気筒毎に、該気筒内の燃焼室に吸気を流入させる１つ又は２つの吸気ポートが形成された、エンジンのシリンダヘッドが提供される。このシリンダヘッドは鋳造により成形されたものであり、上記気筒毎の上記１つ又は２つの吸気ポートは、上記シリンダヘッドの鋳造時に、１つの吸気ポート毎に１つの吸気ポート用中子を用いて形成されたものであるとともに、上記気筒の中心軸方向から見て、所定方向の一側から他側にある上記燃焼室に向かって延び、かつ、上記気筒の中心軸方向及び上記所定方向に垂直な方向から見て、上記所定方向の上記他側に向かって上記気筒の中心軸方向の上記燃焼室側に傾斜するように延びていて、上記シリンダヘッドの上記燃焼室に面する面に開口しており、上記気筒毎の吸気ポートの数が１つである場合の該１つの吸気ポート、又は２つである場合のいずれか１つの吸気ポート若しくは両方の吸気ポートのスロート部における、上記気筒の中心軸方向の反燃焼室側に位置する反燃焼室側壁面に設けられ、上記シリンダヘッドにおける該吸気ポートの燃焼室への開口部から、該開口部を開閉する吸気弁の中心軸線に沿って挿入された工具により加工された加工部を備え、上記加工部における工具挿入方向の加工深さが、上記シリンダヘッドの所定の基準面と、当該加工部が設けられた吸気ポート、又は上記気筒毎の吸気ポートの数が２つである場合の該２つの吸気ポートのうち当該加工部が設けられた吸気ポートとは別の吸気ポートの長さ方向中間部に設けた所定部位との間の、上記気筒の中心軸方向の距離に基づいて調整された深さとされている。
【００１７】
上記エンジンのシリンダヘッドの一実施形態では、上記気筒毎の吸気ポートの数が２つであり、上記気筒毎の上記２つの吸気ポートうち一方の吸気ポートは、他方の吸気ポートに比べて、吸気ポートのスロート部の径が小さくされ、上記加工部は、上記一方の吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面に設けられ、上記加工部における工具挿入方向の加工深さが、上記一方の吸気ポートについての上記距離に基づいて調整された深さとされている。
【００１８】
上記エンジンのシリンダヘッドの別の実施形態では、上記気筒毎の吸気ポートの数が２つであり、上記加工部は、上記気筒毎の上記２つの吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面にそれぞれ設けられ、上記２つの吸気ポートのうち一方の吸気ポートの加工部における工具挿入方向の加工深さが、該一方の吸気ポートについての上記距離に応じた加工深さとされ、他方の吸気ポートの加工部における工具挿入方向の加工深さが、該他方の吸気ポートについての上記距離に基づいて調整された深さとされている。
【００１９】
上記エンジンのシリンダヘッドの更に別の実施形態では、上記気筒毎の吸気ポートの数が２つであり、上記加工部は、上記気筒毎の上記２つの吸気ポートのスロート部における上記反燃焼室側壁面にそれぞれ設けられ、上記２つの吸気ポートの加工部における工具挿入方向の加工深さが、上記２つの吸気ポートのうち一方の吸気ポートについての上記距離に基づいて調整された深さとされている。
【００２０】
これらエンジンのシリンダヘッドによれば、これらにそれぞれ対応するエンジンのシリンダヘッドの製造方法と同様の作用効果が得られる。
【００２１】
また、上記エンジンのシリンダヘッドにおいては、上記エンジンは、多気筒エンジンであることが好ましい。
【００２２】
これにより、気筒間でタンブル流の強さのばらつきがなくなり、安定した出力トルクが得られるようになる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明のエンジンのシリンダヘッドの製造方法及びエンジンのシリンダヘッドによると、吸気ポート用中子の鋳型内の設置位置のばらつきに関係なく、安定して強いタンブル流が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るシリンダヘッドを備えたエンジンの吸気系及び排気系を含む全体の概略構成を示す図である。
【図２】エンジンの４つの気筒、各気筒の吸気ポート及び排気ポートの位置関係を示す、気筒の中心軸方向から見た図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】図２のIV−IV線断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】第２の吸気ポートのスロート部を加工する工具を示す図である。
【図７】第２の吸気ポートのスロート部から燃焼室への開口部にかけての吸気の流れを示す、図５の要部拡大図である。
【図８】第１の吸気ポートのスロート部を加工する第１及び第２工具を示す図である。
【図９】第１の吸気ポートのスロート部から燃焼室への開口部にかけての吸気の流れを示す、図４の要部拡大図である。
【図１０】シリンダヘッドの所定の基準面としてのヘッドカバー取付面と第１工具により加工する第１の吸気ポートの所定部位との間の、気筒の中心軸方向の距離ｄと、第１加工部の第１工具挿入方向の加工深さとの関係を示すグラフである。
【図１１】上記距離ｄが、ばらつきの下限にある場合に、該距離ｄにより上記加工深さの調整を行った場合の、第１の吸気ポートから燃焼室に流入した吸気の流れを解析した結果を示す図である。
【図１２】上記距離ｄがばらつきの下限にある場合に、該距離ｄにより上記加工深さの調整を行わない場合の、第１の吸気ポートから燃焼室に流入した吸気の流れを解析した結果を示す図である。
【図１３】シリンダヘッドをシリンダブロックとの合わせ面側から見た図である。
【図１４】シリンダヘッドの所定の基準面としての素材基準面と第１工具により加工する第１の吸気ポートの所定部位との間の、気筒の中心軸方向の距離ｈと、第１加工部の第１工具挿入方向の加工深さとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係るシリンダヘッド４を備えたエンジン１の吸気系及び排気系を含む全体の概略構成を示す。このエンジン１は、車両に横置きに搭載される過給機付き多気筒ガソリンエンジンであって、図２に示すように複数の気筒２（本実施形態では、４つ）が直列に設けられたシリンダブロック３と、このシリンダブロック３上に配設された上記シリンダヘッド４とを有している。このエンジン１の各気筒２内には、シリンダヘッド４との間に燃焼室６を区画するピストン５が往復動可能にそれぞれ嵌挿されている。このピストン５の頂面における気筒２の中心軸Ｃ（図２〜図５参照）上には、燃焼キャビティ５ａが形成されている（詳しくは、図３参照）。ピストン５は、コンロッド７を介して、図１の紙面に垂直な方向（つまり、気筒列方向（図２の左右方向））に延びるクランク軸８と連結されている。エンジン１が車両に搭載された状態では、クランク軸８は、車幅方向に延びることになる。
【００２７】
シリンダブロック３及びシリンダヘッド４は、アルミニウム合金製であって、鋳型により鋳造されたものである。
【００２８】
シリンダヘッド４には、各気筒２毎に２つの吸気ポート１２と２つの排気ポート１３とが形成されている。シリンダヘッド４における各吸気ポート１２の燃焼室６への開口部は、吸気弁１４によって開閉され、シリンダヘッド４における各排気ポート１３の燃焼室６への開口部は、排気弁１５によって開閉される。
【００２９】
各吸気弁１４は吸気弁駆動機構１６により、各排気弁１５は排気弁駆動機構１７により、それぞれ駆動される。各吸気弁１４及び各排気弁１５は、それぞれ吸気弁駆動機構１６及び排気弁駆動機構１７により所定のタイミングで往復動して、それぞれ各吸気ポート１２及び各排気ポート１３を開閉し、気筒２内のガス交換を行う。吸気弁駆動機構１６及び排気弁駆動機構１７は、それぞれ、上記クランク軸８に駆動連結された吸気カムシャフト１６ａ及び排気カムシャフト１７ａを有し、これらのカムシャフト１６ａ，１７ａはクランク軸８の回転と同期して回転する。また、吸気弁駆動機構１６は、吸気カムシャフト１６ａの位相を所定の角度範囲内で連続的に変更可能な、液圧式又は機械式の位相可変機構（Variable Valve Timing：ＶＶＴ）を含んで構成されている。
【００３０】
エンジン１には、各気筒２毎に、燃焼室６内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１８と、燃料と吸気（吸入空気）との混合気を点火する点火プラグ１９とが設けられている。図１では、便宜上、燃料噴射弁１８を、シリンダブロック３の上側（シリンダヘッド４側）端部に設けたように描いているが、実際には、図３に示すように、シリンダヘッド４に設けられており、より詳細には、シリンダヘッド４における各気筒２の２つの吸気ポート１２の気筒列方向の略中央に設けられている。燃料噴射弁１８は、その燃料噴射口が燃焼室６に臨むように配設されていて、圧縮行程上死点付近で燃焼室６内に燃料を直接噴射するようになっている。
【００３１】
点火プラグ１９は、シリンダヘッド４における気筒２の中心軸Ｃ上に配設され（図３参照）、点火プラグ１９の先端部（電極）は、燃焼室６の天井面近傍に位置している。そして、点火プラグ１９は、所望の点火タイミングで火花を発生するようになされており、この火花により、燃焼キャビティ５ａ内の混合気が爆発燃焼することになる。
【００３２】
シリンダヘッド４の一側（図１では左側）の面には、各気筒２の２つの吸気ポート１２に連通するように吸気通路３０が接続されている。この吸気通路３０の上流端部には、吸気を濾過するエアクリーナ３１が配設されており、このエアクリーナ３１で濾過した吸気が吸気通路３０及び吸気ポート１２を介して各気筒２の燃焼室６に吸入される。吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３４が配設されている。このサージタンク３４よりも下流側の吸気通路３０は、各気筒２毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒２の２つの吸気ポート１２にそれぞれ接続されている。
【００３３】
また、吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とサージタンク３４との間には、ターボ過給機５０のコンプレッサ５０ａが配設されている。このコンプレッサ５０ａの作動により吸気の過給を行う。
【００３４】
さらに、吸気通路３０におけるターボ過給機５０のコンプレッサ５０ａとサージタンク３４との間には、上流側から順に、コンプレッサ５０ａにより圧縮された空気を冷却するインタークーラ３６と、スロットルバルブ３７とが配設されている。このスロットルバルブ３７は、駆動モータ３７ａにより駆動されて、該スロットルバルブ３７の配設部分における吸気通路３０の断面積を変更することによって、上記各気筒２の燃焼室６への吸気量を調節する。
【００３５】
シリンダヘッド４の他側（図１では右側）の面には、各気筒２の燃焼室６からの排気ガスを排出する排気通路４０が接続されている。この排気通路４０の上流側の部分は、各気筒２毎に分岐して各気筒２の２つの排気ポート１３にそれぞれ接続された独立通路と、該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。この排気マニホールドよりも下流側の排気通路４０に、上記ターボ過給機５０のタービン５０ｂが配設されている。このタービン５０ｂが排気ガス流により回転し、このタービン５０ｂの回転により、該タービン５０ｂと連結された上記コンプレッサ５０ａが作動する。尚、ターボ過給機５０に代えて、電動過給機により吸気の過給を行うようにしてもよい。また、ターボ過給機５０や電動過給機をなくしてもよい。
【００３６】
上記排気通路４０には、エンジン１の排気ガスを、タービン５０ｂをバイパスして流すための排気バイパス通路４６が設けられている。この排気バイパス通路４６の排気ガス流入側の端部には、駆動モータ４７ａにより駆動されるウエストゲートバルブ４７が設けられている。このウエストゲートバルブ４７は、エンジン１の運転状態に応じて制御される。ウエストゲートバルブ４７が全閉であるときには、排気ガスの全量がタービン５０ｂへと流れ、それ以外の開度であるときには、その開度に応じて、排気バイパス通路４６に流れる流量（つまりタービン５０ｂへ流れる流量）が変化する。ウエストゲートバルブ４７の全開時においては、ターボ過給機５０は実質的に作動しないことになる。
【００３７】
排気通路４０におけるタービン５０ｂよりも下流側（排気バイパス通路４６の下流側の端部が接続される部分よりも下流側）には、酸化触媒等で構成されて排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化触媒５２，５３が配設されている。本実施形態では、上流側排気浄化触媒５２と下流側排気浄化触媒５３との２つの排気浄化触媒が設けられているが、上流側排気浄化触媒５２及び下流側排気浄化触媒５３のうちのいずれか一方のみが配設されていてもよい。
【００３８】
また、エンジン１は、その排気ガスの一部が排気通路４０から吸気通路３０に還流されるように、ＥＧＲ通路６０を備えている。このＥＧＲ通路６０は、排気通路４０における排気マニホールドよりも下流側部分と、吸気通路３０におけるサージタンク３４よりも下流側の各独立通路とを接続する。ＥＧＲ通路６０には、内部を通過する排気ガスを冷却するためのＥＧＲクーラ６１と、ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流量を調節するためのＥＧＲバルブ６２とが配設されている。
【００３９】
図３は、図２のIII−III線断面図であって、上記気筒２の中心軸Ｃを含むクランク軸８に垂直な平面（以下、第１平面という）に沿って切断した断面図である。図４は、図２のIV−IV線断面図であって、上記第１平面に平行でかつ該第１平面の片側に位置する吸気弁１４及び排気弁１５の中心軸線Ｌ１，Ｌ３を含む第２平面に沿って切断した断面図である。図５は、図２のＶ−Ｖ線断面図であって、上記第１平面に平行でかつ該第１平面に対して上記第２平面とは反対側に位置する吸気弁１４及び排気弁１５の中心軸線Ｌ２，Ｌ４を含む第３平面に沿って切断した断面図である。尚、図３〜図５では、図１と左右の関係が逆になっており、図３〜図５では、右側（車両前側に相当）に吸気ポート１２が位置し、左側（車両後側に相当）に排気ポート１３が位置する。
【００４０】
図３に示すように、エンジン１は、車両後側（図３の左側）に向かって下側に僅かに傾斜するようにスラントした状態で車両に搭載される。尚、図３のみ、エンジン１を、そのスラントした状態（気筒２の中心軸Ｃが上下方向に対して傾斜した状態）で描いており、図４〜図９、図１１及び図１２では、気筒２の中心軸Ｃが上下方向に延びている状態で描いている。また、図３に記載の符号３ａは、シリンダブロック３のウォータジャケットであり、符号１０は、そのウォータジャケット３ａ内に配設されたウォータジャケットスペーサである。
【００４１】
図２、図４及び図５に示すように、各気筒２毎の２つの吸気ポート１２は、気筒２の中心軸Ｃ方向から見て、所定方向（本実施形態では、クランク軸８に垂直な方向（図４及び図５の左右方向））の一側から他側にある燃焼室６に向かって延び、かつ、気筒２の中心軸Ｃ方向及び上記所定方向に垂直な方向から見て（つまり、クランク軸８方向から見て（図４及び図５で見て））、上記所定方向の上記他側に向かって、気筒２の中心軸Ｃ方向の燃焼室６側に傾斜するように延びていて、シリンダヘッド４の燃焼室６に面する面（燃焼室６の天井面）における上記所定方向の上記一側（図４及び図５の右側）の部分に開口している。
【００４２】
各気筒２毎の上記２つの吸気ポート１２は、当該気筒２の中心軸Ｃを含む所定の平面の両側に位置する。上記所定の平面は、本実施形態では、上記気筒２の中心軸Ｃを含みかつ上記所定方向に延びる上記第１平面である。各気筒２毎の上記２つの吸気ポート１２は、上記第１平面に沿って延びることになる。
【００４３】
各気筒２毎の２つの排気ポート１３は、上記所定方向の上記他側から上記一側にある燃焼室６に向かって延び、かつ、クランク軸８方向から見て（図４及び図５で見て）、上記所定方向の上記一側に向かって、気筒２の中心軸Ｃ方向の燃焼室６側に傾斜するように延びていて、シリンダヘッド４の燃焼室６に面する面（燃焼室６の天井面）における上記所定方向の上記他側（図４及び図５の左側）の部分に開口している。
【００４４】
図４及び図５に示すように、シリンダヘッド４における各吸気ポート１２の燃焼室６への開口部には、略リング状の吸気バルブシート２１が装着固定されている。この吸気バルブシート２１の内周面に位置するシール面に、吸気弁１４の傘部１４ａの周縁部近傍に位置するシール面が当接することにより、吸気ポート１２が閉状態になる。また、同様に、シリンダヘッド４における各排気ポート１３の燃焼室６への開口部には、略リング状の排気バルブシート２２が装着固定され、この排気バルブシート２２の内周面に位置するシール面に、排気弁１５の傘部１５ａの周縁部近傍に位置するシール面が当接することにより、排気ポート１３が閉状態になる。
【００４５】
吸気弁１４は、上記傘部１４ａと、該傘部１４ａから吸気ポート１２のスロート部２５（吸気バルブシート２１に対して上流側に隣接する部分）を通って燃焼室６とは反対側へと延びる円柱状の軸部１４ｂとを有する。シリンダヘッド４において、クランク軸８方向から見て（図４及び図５で見て）、吸気ポート１２のスロート部２５の上流側近傍における、気筒２の中心軸Ｃ方向の燃焼室６とは反対側の壁部には、ガイド部材支持部４ａが形成されており、このガイド部材支持部４ａにガイド部材用孔４ｂが形成されている。このガイド部材用孔４ｂに、円筒状の吸気弁ガイド部材７１が挿入されて固定されている。吸気弁ガイド部材７１の中心部を貫通するガイド孔７１ａの中心軸線は、クランク軸８方向から見て（図４及び図５で見て）、気筒２の中心軸Ｃ方向の燃焼室６とは反対側に向かって、気筒２の中心軸Ｃから離れる側へ傾斜している。そして、吸気弁１４の軸部１４ｂが、吸気弁ガイド部材７１のガイド孔７１ａに下側から挿通されて、吸気弁駆動機構１６が配設されている側（上側）へと延びる。吸気弁１４は、吸気弁ガイド部材７１のガイド孔７１ａによって、該ガイド孔７１ａの中心軸線方向（つまり、吸気弁１４の中心軸線方向（図４では中心軸線Ｌ１方向、図５では中心軸線Ｌ２方向））に移動可能にガイドされることになる。吸気弁１４が、吸気弁駆動機構１６によって押圧されて下側に移動すると、吸気ポート１２が開状態になり（図４及び図５参照）、吸気弁駆動機構１６による押圧がなくなると、圧縮コイルスプリング７３により上側へ移動して、吸気ポート１２が閉状態になる。
【００４６】
排気弁１５は、吸気弁１４と同様に、上記傘部１５ａと、該傘部１５ａから排気ポート１３の上流側部分を通って燃焼室６とは反対側へと延びる円柱状の軸部１５ｂとを有する。シリンダヘッド４において、クランク軸８方向から見て（図４及び図５で見て）、排気ポート１３における、気筒２の中心軸Ｃ方向の燃焼室６とは反対側の壁部には、ガイド部材支持部４ｃが形成されており、このガイド部材支持部４ｃにガイド部材用孔４ｄが形成されている。このガイド部材用孔４ｄに、円筒状の排気弁ガイド部材７２が挿入されて固定されている。排気弁ガイド部材７２の中心部を貫通するガイド孔７２ａの中心軸線は、クランク軸８方向から見て、気筒２の中心軸Ｃ方向の燃焼室６とは反対側に向かって、気筒２の中心軸Ｃから離れる側へ傾斜している。そして、排気弁１５の軸部１５ｂが、排気弁ガイド部材７２のガイド孔７２ａに下側から挿通されて、排気弁駆動機構１７が配設されている側（上側）へと延びる。排気弁１５は、排気弁ガイド部材７２のガイド孔７２ａによって、該ガイド孔７２ａの中心軸線方向（つまり、排気弁１５の中心軸線方向（図４では中心軸線Ｌ３方向、図５では中心軸線Ｌ４方向））に移動可能にガイドされることになる。排気弁１５が、排気弁駆動機構１７によって押圧されて下側に移動すると、排気ポート１３が開状態になり、排気弁駆動機構１７による押圧がなくなると、圧縮コイルスプリング７４により上側へ移動して、排気ポート１３が閉状態になる（図４及び図５参照）。
【００４７】
各気筒２毎の２つの吸気ポート１２のうち一方の吸気ポート１２（図２で各気筒２の右側の吸気ポート１２（図４に記載されている吸気ポート１２））は、他方の吸気ポート１２（図２で各気筒２の左側の吸気ポート１２（図５に記載されている吸気ポート１２））に比べて、吸気ポート１２のスロート部２５の径が小さく、かつ、上記一方の吸気ポート１２のみから吸気が燃焼室６に流入したと仮定したときの該燃焼室６における該吸気のタンブル流の強さが、上記他方の吸気ポート１２のみから吸気が燃焼室６に流入したと仮定したときの該燃焼室６における該吸気のタンブル流の強さよりも強くなるように形成されている。尚、図２で各気筒２の左側の吸気ポート１２を上記一方の吸気ポート１２とし、右側の吸気ポート１２を上記他方の吸気ポート１２としてもよい。
【００４８】
以下、上記２つの吸気ポート１２を区別する場合には、上記一方の吸気ポート１２を第１の吸気ポート１２Ａといい、上記他方の吸気ポート１２を第２の吸気ポート１２Ｂという。両者を区別する必要がないときには、単に吸気ポート１２ということもある。また、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５を、スロート部２５Ａといい、第２の吸気ポート１２Ｂのスロート部２５を、スロート部２５Ｂという。これらスロート部２５Ａ，２５Ｂを区別する必要がないときには、単にスロート部２５ということもある。
【００４９】
本実施形態では、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａの径が第２の吸気ポート１２Ｂのスロート部２５Ｂの径よりも小さいだけでなく、気筒２の中心軸Ｃ方向及び上記所定方向に垂直な方向から見て（クランク軸８方向から見て）、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおける、気筒２の中心軸Ｃ方向の燃焼室６とは反対側（上側）に位置する反燃焼室側壁面（後述の第１加工部８２）の形状が、第２の吸気ポート１２Ｂのスロート部２５Ｂにおける、気筒２の中心軸Ｃ方向の燃焼室６とは反対側（上側）に位置する反燃焼室側壁面の形状と異なっており、これにより、第１の吸気ポート１２Ａからの吸気のタンブル流が、第２の吸気ポート１２Ｂからの吸気のタンブル流よりもかなり強くなる。
【００５０】
ここで、気筒２毎の２つの吸気ポート１２は、シリンダヘッド４の鋳造時に、１つの吸気ポート１２毎に１つの吸気ポート用中子を用いて形成される。その鋳造の後、気筒２毎の２つの吸気ポート１２のスロート部２５が、工具（後述の工具９１、第１工具９２及び第２工具９３）により加工される。
【００５１】
第２の吸気ポート１２Ｂのスロート部２５Ｂの加工は、図６に示すように、１つの工具９１により行われる。この工具９１は、回転工具であって、該工具９１の回転中心軸Ｒ１と、シリンダヘッド４における当該第２の吸気ポート１２Ｂの燃焼室６への開口部を開閉する吸気弁１４の中心軸線Ｌ２とを一致させた状態で、その開口部から吸気弁１４の中心軸線Ｌ２に沿って挿入することで、第２の吸気ポート１２Ｂのスロート部２５Ｂを加工する。この加工により、クランク軸８方向から見て（図５〜図７で見て）、第２の吸気ポート１２Ｂのスロート部２５Ｂにおける、気筒２の中心軸Ｃ方向の燃焼室６側（下側）に位置する燃焼室側壁面に、第２の吸気ポート１２Ｂのスロート部２５Ｂにおける該燃焼室側壁面の近傍を流れる吸気を、シリンダヘッド４における当該第２の吸気ポート１２Ｂの燃焼室６への開口部を開閉する吸気弁１４の中心軸線Ｌ２へ指向させるエッジ７６を形成する。
【００５２】
このエッジ７６は、第２の吸気ポート１２Ｂのスロート部２５Ｂを急激に拡径させるようなエッジであって、クランク軸８方向から見て、該スロート部２５Ｂにおける上記燃焼室側壁面が燃焼室６側に急激に折れ曲がった形状をなし、その折れ曲がり角度θ（図７参照）が、例えば８０°〜９０°とされる。クランク軸８方向から見て、図７に二点鎖線で示すように、折れ曲がりの角度がθ′のように鈍角である折れ曲がりの場合には、スロート部２５Ｂにおける上記燃焼室側壁面の近傍を流れる吸気の一部が、その折れ曲がりに沿うようにして、上記吸気弁１４の傘部１４ａにおける上記所定方向の上記一側の部分に向かおうとする（図７の破線の矢印８６′参照）。この吸気の一部の流れは、燃焼室６に生成しようとするタンブル流とは、逆向きの流れとなる。これに対し、クランク軸８方向から見て、上記折れ曲がり角度θが鋭角（上記の角度範囲又はそれ以下）であれば、スロート部２５Ｂにおける上記燃焼室側壁面の近傍を流れる吸気が、上記吸気弁１４の傘部１４ａにおける上記所定方向の上記一側の部分に向かうことなく、上記吸気弁１４の中心軸線Ｌ２側へ指向することになる（矢印８６参照）。これにより、上記エッジ７６は、第２の吸気ポート１２Ｂからの吸気のタンブル流を強くする働きを有する。
【００５３】
上記のような１つの工具９１によりスロート部２５Ｂを加工すれば、スロート部２５Ｂにおける上記燃焼室側壁面に上記のようなエッジ７６を形成することができるが、スロート部２５Ｂにおける上記反燃焼室側壁面も工具９１により加工されて、該反燃焼室側壁面には、図５〜図７に示すように、比較的大きな凹部７７が形成される。このような凹部７７があると、クランク軸８方向から見て、スロート部２５Ｂにおける上記反燃焼室側壁面の近傍を流れる吸気が、その凹部７７に沿うように流れ（図７の矢印８７参照）、この結果、スロート部２５Ｂから、燃焼室６の上側（シリンダヘッド４側）端部における上記所定方向の上記他側の部分に向けて流れようとする吸気の流れが僅かに下向きに変化する。これにより、上記凹部７７は、第２の吸気ポート１２Ｂからの吸気のタンブル流を弱くする働きを有する。この凹部７７のタンブル流への影響は、上記エッジ７６のタンブル流への影響よりも強く、結果として、第２の吸気ポート１２Ｂからの吸気のタンブル流は、基本的に弱くなる。
【００５４】
これに対し、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａは、図８に示すように、互いに形状が異なる第１及び第２工具９２，９３により加工される。二点鎖線で示す第１工具９２は、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおける上記反燃焼室側壁面を加工する回転工具であり、第２工具９３は、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおける、気筒２の中心軸Ｃ方向の燃焼室６側（下側）に位置する燃焼室側壁面を加工する回転工具であって、該燃焼室側壁面に、第２の吸気ポート１２Ｂのスロート部２５Ｂに形成したエッジ７６と同様のエッジ７８を形成するための工具である。この第２工具９３により形成されたエッジ７８により、クランク軸８方向から見て、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおける上記燃焼室側壁面の近傍を流れる吸気が、シリンダヘッド４における当該第１の吸気ポート１２Ａの燃焼室６への開口部を開閉する吸気弁１４の中心軸線Ｌ１側へ指向する（図９の矢印８８参照）。
【００５５】
第２工具９３は、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおける上記反燃焼室側壁面を加工しないように、クランク軸８方向から見て、第２工具９３の回転中心軸Ｒ３が、吸気弁１４の中心軸線Ｌ１に対して、スロート部２５Ａにおける上記燃焼室側壁面の側にずれており（図８参照）、第２工具９３がスロート部２５Ａにおける上記反燃焼室側壁面に接触しない。そして、第２工具９３を、上記吸気弁１４の中心軸線Ｌ１に対してずらした状態で、該中心軸線Ｌ１に沿って移動しながら第１の吸気ポート１２Ａの燃焼室６への開口部から挿入して、該第２工具９３により、該第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおける上記燃焼室側壁面を加工する。
【００５６】
上記第１工具９２の回転中心軸Ｒ２は、本実施形態では、上記吸気弁１４の中心軸線Ｌ１と一致しており、第１工具９２を、その一致状態で、上記吸気弁１４の中心軸線Ｌ１に沿って移動しながら第１の吸気ポート１２Ａの燃焼室６への開口部から挿入して、該第１工具９２により、該第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおける上記反燃焼室側壁面を加工する。尚、クランク軸８方向から見て、第１工具９２の回転中心軸Ｒ２を、吸気弁１４の中心軸線Ｌ１に対して、スロート部２５Ａにおける上記反燃焼室側壁面の側にずらすようにしてもよい。
【００５７】
以下、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおいて第１工具９２（本発明の工具に相当）により加工された上記反燃焼室側壁面を第１加工部８２（本発明の加工部に相当）と呼ぶ場合があり、第２工具９３により加工された上記燃焼室側壁面を第２加工部８３と呼ぶ場合がある。
【００５８】
第２工具９３による第２加工部８３の加工は、第１工具９２による第１加工部８２の加工前又は加工後のいずれであってもよい。第１工具９２による第１加工部８２の加工が先である場合には、第１工具９２により第２加工部８３とされる部分が多少加工されるが、その後の第２工具９３による加工により、第２加工部８３が最終的な形状に加工される。第２工具９３による第２加工部８３の加工が先である場合には、第１工具９２により、既に第２工具９３により加工された第２加工部８３が加工されることはない。
【００５９】
第１工具９２による第１加工部８２の加工により、クランク軸８方向から見て（図４、図８及び図９で見て）、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおける上記反燃焼室側壁面は、シリンダヘッド４における当該第１の吸気ポート１２Ａの燃焼室６への開口部に装着された吸気バルブシート２１のシール面における上記所定方向の上記他側の部分に向かって略真っ直ぐに延びる形状をなす。但し、図４、図８及び図９に示すように、この反燃焼室側壁面には、小さい凹部７９が生じる。この凹部７９は、第２の吸気ポート１２Ｂのスロート部２５Ｂにおける上記反燃焼室側壁面に生じる凹部７７とは異なり、吸気流に影響を与えないような、開口面積が小さくかつ深さが小さい凹部である。したがって、このような凹部７９があっても、クランク軸８方向から見て、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおける上記反燃焼室側壁面の近傍を流れる吸気は、シリンダヘッド４における当該第１の吸気ポート１２Ａの燃焼室６への開口部に装着された吸気バルブシート２１のシール面における上記所定方向の上記他側の部分（図９の左側の部分）の径方向内側近傍に向かって略真っ直ぐに流れる（図９の矢印８９参照）。すなわち、クランク軸８方向から見て、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおける反燃焼室側壁面（第１加工部８２）が、該第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおける該反燃焼室側壁面の近傍を流れる吸気を、シリンダヘッド４における該第１の吸気ポート１２Ａの燃焼室６への開口部に装着された吸気バルブシート２１のシール面における上記所定方向の上記他側の部分の径方向内側近傍に向かって略真っ直ぐに流すような形状をなす。こうして、クランク軸８方向から見て、上記吸気バルブシート２１のシール面における上記所定方向の上記他側の部分の径方向内側近傍に流れた吸気は、上記開口部から、燃焼室６の上側端部における上記所定方向の上記他側の部分に向けてスムーズに流れ、その部分から燃焼室６の下側へと流れて、図９で見て反時計回りの強いタンブル流（図１１参照）が形成されることになる。
【００６０】
本実施形態では、上記のように、第１の吸気ポート１２Ａのみから吸気が燃焼室６に流入したと仮定したときの該燃焼室６における該吸気のタンブル流を強くすることで、エンジン１の過給領域でターボ過給機５０により過給された吸気が第１及び第２の吸気ポート１２Ａ，１２Ｂから燃焼室６に流入したときの該燃焼室６内の吸気流動のタンブル比が所定値以上となるようにしている。上記所定値は、２であることが好ましい。
【００６１】
上記タンブル比は、燃焼室６の重心（該重心の位置は燃焼室６の容積の変化に応じて変化する）を通るクランク軸８に平行な軸回りの吸気の角速度ωを、クランク軸８の角速度ωｃで割った値である。上記吸気の角速度ωは、以下のようにして求める。すなわち、吸気行程の開始から圧縮行程の終了までの微少クランク角毎に、燃焼室６内を多数の微少部分に区画して、上記軸回りの該各微少部分の質点（空気）の角運動量Ｌと、該各微少部分の質点の慣性モーメントＩとを求め、その角運動量Ｌの全微少部分の合計値を全微少クランク角にわたって積算した値を、慣性モーメントＩの全微少部分の合計値を全微少クランク角にわたって積算した値で割ることで、上記吸気の角速度ωを求める。
【００６２】
上記のように、気筒２毎の２つの吸気ポート１２は、シリンダヘッド４の鋳造時に、１つの吸気ポート１２毎に１つの吸気ポート用中子を用いて形成される。この吸気ポート用中子の鋳型内の設置位置には、ばらつきが生じる。この設置位置のばらつき（つまり、吸気ポート１２の位置の製造誤差によるばらつき）は、タンブル流の強さに影響を及ぼす。すなわち、上記設置位置のばらつきにより、第１の吸気ポート１２Ａ（特にスロート部２５Ａ又はその近傍部）の、シリンダヘッド４に対する気筒２の中心軸Ｃ方向の位置がばらつき、この位置のばらつきにより、燃焼室６内に流入する吸気流の向きが変化して、タンブル流の強さが変化する。
【００６３】
そこで、本実施形態では、第１工具９２による第１加工部８２の加工前に、シリンダヘッド４の所定の基準面（本実施形態では、後述の如く、ヘッドカバー取付面４ｅ）と、第１工具９２により加工する第１の吸気ポート１２Ａの長さ方向中間部に設けた所定部位との間の、気筒２の中心軸Ｃ方向の距離ｄ（図４参照）を測定する。
【００６４】
シリンダヘッド４の上記所定の基準面は、本実施形態では、シリンダヘッド４の鋳造後に最初に切削加工する、ヘッドカバー取付面４ｅ（燃焼室６とは反対側の端面）とする。ヘッドカバー取付面４ｅは、気筒２の中心軸Ｃに対して垂直な平面である。上記所定の基準面は、シリンダヘッド４のどこであってもよいが、切削加工されかつ気筒２の中心軸Ｃに対して垂直な平面であることが好ましい。このような平面に該当する、シリンダヘッド４におけるシリンダブロック３との合わせ面１００（図１３参照）を、上記所定の基準面とすることも可能であり、後に詳細に説明するように、素材基準面１０１（図１３参照）を、上記所定の基準面としてもよい。
【００６５】
上記所定部位としては、シリンダヘッド４において第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａ若しくはその近傍の壁面を構成する壁部又はその壁部の近傍部であることが好ましい。本実施形態では、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａの上流側近傍における、気筒２の中心軸Ｃ方向の燃焼室６とは反対側の壁部に形成されたガイド部材支持部４ａの燃焼室６側の端面を、上記所定部位とする。この所定部位は、鋳造直後においては、上記距離ｄを測定し易いように、上記所定の基準面（ヘッドカバー取付面４ｅ）と略平行である（図４の破線参照）。そして、上記距離ｄの測定後に、切削加工により、吸気弁１４の軸部１４ｂに対して垂直な面とされる。
【００６６】
上記距離ｄを測定した第１の吸気ポート１２Ａについての上記距離ｄの測定結果に基づいて、当該第１吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａの第１加工部８２における第１工具挿入方向の加工深さを調整する。すなわち、第１加工部８２の第１工具挿入方向の加工深さが、上記距離ｄに基づいて調整された深さとされる。具体的には、図１０に示すように、上記距離ｄが小さいほど、上記加工深さを大きくする。すなわち、上記距離ｄが小さいということは、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａが、シリンダヘッド４において燃焼室６から遠い側に位置するので、第１工具９２をより深く挿入して加工深さを大きくする。
【００６７】
ここで、上記距離ｄがそのばらつきの下限（最小値）にある場合に、上記調整を行った場合と、上記調整を行わなかった場合との、第１の吸気ポート１２Ａから燃焼室６に流入した吸気の流れを解析した結果を、それぞれ図１１及び図１２に示す。これらの図において、矢印の濃さが濃いほど、吸気流の流速が速いことを示す。
【００６８】
上記調整を行わなかった場合（図１２参照）には、吸気流が、上記調整を行った場合よりも燃焼室の上側に流れすぎて、これにより、吸気流が燃焼室６における上記所定方向の上記他側の側壁（図１２の左側の側壁）に当接して、タンブル流が形成され難くなる。これに対し、上記調整を行った場合（図１１参照）には、吸気流が燃焼室６の上側端部における適切な位置に流れて、燃焼室６における上記所定方向の上記他側の側壁に当接する前に下側に向かい、これにより、強いタンブル流が形成されるようになる。したがって、上記調整により、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおける上記反燃焼室側壁面を、上記距離ｄに応じて適切な形状に加工して、吸気ポート用中子の鋳型内の設置位置のばらつきに関係なく、安定した強いタンブル流が得られるようにすることができる。
【００６９】
本実施形態では、各気筒２毎に、第１の吸気ポート１２Ａについての上記距離ｄを測定し、その距離ｄに基づいて、当該第１の吸気ポート１２Ａの第１加工部８２における第１工具挿入方向の加工深さを調整する。一方、第１の吸気ポート１２Ａの第２加工部８３における第２工具挿入方向の加工深さ、及び、第２の吸気ポート１２Ｂの、工具９１により加工される部分（スロート部２５Ｂの周方向の全周）である全周加工部８１における工具挿入方向の加工深さは、調整されない。
【００７０】
尚、各気筒２毎に、第１の吸気ポート１２Ａについての上記距離ｄに基づいて、第１の吸気ポート１２Ａの第２加工部８３における第２工具挿入方向の加工深さを調整してもよい。
【００７１】
また、第２の吸気ポート１２Ｂの全周加工部８１における工具挿入方向の加工深さを調整するようにしてもよい。その際、第１の吸気ポート１２Ａについての上記距離ｄに基づいて、その加工深さを調整してもよい。或いは、第２の吸気ポート１２Ｂについての上記距離ｄを測定し、その距離ｄに基づいて、全周加工部８１における工具挿入方向の加工深さを調整してもよい。逆に、第２の吸気ポート１２Ｂについての上記距離ｄに基づいて、第１の吸気ポート１２Ａの第１加工部８２における第１工具挿入方向の加工深さを調整するようにしてもよい。
【００７２】
次に、上記シリンダヘッド４の製造方法を説明する。
【００７３】
最初に、鋳型によりシリンダヘッド４を鋳造する。この鋳造時、各吸気ポート１２を、各吸気ポート用中子によりそれぞれ形成するとともに、各排気ポート１３を、各排気ポート用中子によりそれぞれ形成する。また、シリンダヘッド４におけるシリンダブロック３との合わせ面１００（図１３参照）を、金属製の型の成形面により形成する。この合わせ面１００には、その金属製の型の成形面により、素材基準面１０１（図１３参照）を複数（図１３では、４つ）形成しておく。複数の素材基準面１０１は、合わせ面１００から所定量（数ｍｍ程度の小さい値）だけ凹んだ複数の凹部の平坦な底面でそれぞれ構成されていて、気筒２の中心軸Ｃに対して垂直な１つの平面上に位置する。
【００７４】
上記鋳造により得られたシリンダヘッド４のヘッドカバー取付面４ｅ（燃焼室６とは反対側の端面）を切削加工する。具体的には、上記合わせ面１００に形成した上記素材基準面１０１を基準にして上記ヘッドカバー取付面４ｅを切削加工する。
【００７５】
続いて、シリンダヘッド４の上記所定の基準面（上記ヘッドカバー取付面４ｅ）と、各気筒２の第１の吸気ポート１２Ａの長さ方向中間部に設けた所定部位（ガイド部材支持部４ａの燃焼室６側の端面）との間の、気筒２の中心軸Ｃ方向の距離ｄを測定する。
【００７６】
次いで、上記のように、第１吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａの第１加工部８２を第１工具９２により加工するとともに、該スロート部２５Ａの第２加工部８３を第２工具９３により加工する。第１加工部８２の加工の際、第１加工部８２の第１工具挿入方向の加工深さを、上記距離ｄに基づいて調整する。また、第２吸気ポート１２Ｂのスロート部２５Ｂの全周加工部８１を、工具９１により加工する。
【００７７】
その後、ガイド部材支持部４ａの燃焼室６側の端面を、切削加工により、吸気弁１４の軸部１４ｂに対して垂直な面となるように切削加工するとともに、ガイド部材支持部４ａにガイド部材用孔４ｂを形成する。また、ガイド部材支持部４ｃにも、ガイド部材用孔４ｄを形成する。
【００７８】
続いて、そのガイド部材用孔４ｂに吸気弁ガイド部材７１を挿入するとともに、ガイド部材用孔４ｄに排気弁ガイド部材７２を挿入する。また、吸気ポート１２の燃焼室６への開口部に吸気バルブシート２１を装着固定するとともに、排気ポート１３の燃焼室６への開口部に排気バルブシート２２を装着固定する。
【００７９】
次いで、シリンダヘッド４におけるシリンダブロック３との合わせ面１００を上記素材基準面１０１に基づいて切削加工し、こうしてシリンダヘッド４が完成する。尚、その他に加工が必要な箇所の加工は、必要に応じて随時行われる。
【００８０】
尚、本実施形態では、第１加工部８２の第１工具挿入方向の加工深さを調整するために、シリンダヘッド４の所定の基準面としてのヘッドカバー取付面４ｅと、第１工具９２により加工する第１の吸気ポート１２Ａの長さ方向中間部に設けた所定部位（ガイド部材支持部４ａの燃焼室６側の端面）との間の、気筒２の中心軸Ｃ方向の距離ｄを測定するようにしたが、これに代えて、シリンダヘッド４におけるシリンダブロック３との合わせ面１００に形成される上記素材基準面１０１（図１３参照）を上記所定の基準面として、該所定の基準面としての素材基準面１０１と、第１工具９２により加工する第１の吸気ポート１２Ａの長さ方向中間部に設けた所定部位（ガイド部材支持部４ａの燃焼室６側の端面）との間の、気筒２の中心軸Ｃ方向の距離ｈを測定し、この距離ｈに基づいて、第１加工部８２の第１工具挿入方向の加工深さを調整するようにしてもよい。この場合、上記距離ｈと第１加工部８２の第１工具挿入方向の加工深さとの関係は、図１４のようになる。すなわち、上記距離ｈが大きいということは、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａが、シリンダヘッド４において燃焼室６から遠い側に位置するので、第１工具９２をより深く挿入して加工深さを大きくする。ヘッドカバー取付面４ｅを切削加工する際の加工公差のばらつきが大きい場合には、上記距離ｈに基づいて上記加工深さを調整することで、上記ばらつきの影響を少なくすることができて好ましい。
【００８１】
ここで、図１３において、１０５は、燃料噴射弁１８を設置するための孔であり、１０６は、点火プラグ１９を設置するための孔であり、１０７は、シリンダブロック３のウォータジャケット３ａと、シリンダヘッド４のウォータジャケットとを連通する連通孔である。
【００８２】
したがって、本実施形態では、シリンダヘッド４の所定の基準面（ヘッドカバー取付面４ｅ又は素材基準面１０１）と、第１の吸気ポート１２Ａの長さ方向中間部に設けた所定部位との間の、気筒２の中心軸Ｃ方向の距離ｄ又はｈを測定し、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおける反燃焼室側壁面の第１工具挿入方向の加工深さを、上記距離ｄ又はｈを測定した第１の吸気ポート１２Ａについての上記距離ｄ又はｈの測定結果に基づいて調整するようにしたので、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａにおける反燃焼室側壁面を、該第１の吸気ポート１２Ａの上記所定の基準面に対する位置に応じて適切な形状に加工して、吸気ポート用中子の鋳型内の設置位置のばらつきに関係なく、安定した強いタンブル流を得られようにすることができる。
【００８３】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【００８４】
例えば、上記実施形態では、第２の吸気ポート１２Ｂのスロート部２５Ｂについては１つの工具９１により加工するようにしたが、このスロート部２５Ｂについても、第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａと同様に、第１工具９２及び第２工具９３により反燃焼室側壁面及び燃焼室側壁面をそれぞれ加工するようにしてもよい。この場合、第２の吸気ポート１２Ｂのスロート部２５Ｂの反燃焼室側壁面（本発明の加工部に相当）の第１工具挿入方向の加工深さを、当該第２の吸気ポート１２Ｂについての上記距離ｄ又はｈの測定結果に基づいて調整してもよく、第１の吸気ポート１２Ａについての上記距離ｄ又はｈの測定結果に基づいて調整してもよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、気筒２毎の２つの吸気ポート１２うち第１の吸気ポート１２Ａのスロート部２５Ａの径が、第２の吸気ポート１２Ｂのスロート部の径よりも小さくしたが、これに限るものではない。
【００８６】
さらに、気筒２毎の吸気ポート１２の数が１つであってもよく、この場合、その１つの吸気ポート１２について上記距離ｄ又はｈを測定し、該吸気ポート１２のスロート部２５における反燃焼室側壁面（本発明の加工部に相当）の第１工具挿入方向の加工深さを、上記距離ｄ又はｈの測定結果に基づいて調整する。
【００８７】
また、吸気ポート１２のスロート部２５の反燃焼室側壁面及び燃焼室側壁面のうち反燃焼室側壁面のみを加工する場合も、本発明を適用することができる。
【００８８】
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、１つ又は複数の気筒を有するエンジンに用いられ、１つの気筒毎に、該気筒内の燃焼室に吸気を流入させる１つ又は２つの吸気ポートが形成された、エンジンのシリンダヘッドの製造方法、及びエンジンのシリンダヘッドに有用である。
【符号の説明】
【００９０】
１      エンジン
４      シリンダヘッド
６      燃焼室
１２    吸気ポート
１２Ａ  第１の吸気ポート（一方の吸気ポート）
１２Ｂ  第２の吸気ポート（他方の吸気ポート）
２５    スロート部
２５Ａ  第１の吸気ポートのスロート部
２５Ｂ  第２の吸気ポートのスロート部
８２    第１加工部（加工部）
９２    第１工具（工具）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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