JPH03118940A - Cylinder head and metallic mold for cylinder head - Google Patents
Cylinder head and metallic mold for cylinder headInfo
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- B22D15/02—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor of cylinders, pistons, bearing shells or like thin-walled objects
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
〈産業上の利用分野〉
本発明は、エンジンのシリンダヘッド及び該シリンダヘ
ッドを製造するための金型に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a cylinder head of an engine and a mold for manufacturing the cylinder head.
〈従来の技術〉
比較的低コストの量産エンジンのためのシリンダヘッド
の製造法として、金型内に溶湯を加圧注入するダイキャ
スト成形が多用される傾向にある。<Prior Art> As a comparatively low-cost manufacturing method for cylinder heads for mass-produced engines, die-casting, in which molten metal is injected under pressure into a mold, tends to be frequently used.
一方、弁ポートへの吸気の流入を円滑化するうえには、
燃焼室への流入角度、すなわち、吸気通路の軸線と弁ポ
ートの軸線とのなす角度をできるだけ大きくとりたい。On the other hand, in order to smooth the inflow of intake air into the valve port,
We want to make the angle of inflow into the combustion chamber, that is, the angle between the axis of the intake passage and the axis of the valve port, as large as possible.
また、吸気通路は、カムの揚程を弁に伝達するためのブ
ツシュロッドの挿通孔・ヘッド締付はボルトの挿通孔・
冷却風あるいは冷却水通路などとの干渉を避けた位置に
設ける必要がある。In addition, the intake passage has an insertion hole for a bushing rod to transmit the lift of the cam to the valve, and a bolt insertion hole for tightening the head.
It must be installed in a location that avoids interference with cooling air or cooling water passages.
〈発明が解決しようとする課題〉
ところが、上記したダイキャスト成形によると、ダイプ
レートの型開き方向の都合から、湾曲した吸気通路を抜
き中子をもって形成することが困難であるため、吸気通
路を直線的にせざるを得ず、シリンダヘッドの寸法上の
制約などから、上記した要望を満足することができなか
った。円弧状をなす中子を用いて曲管を形成するように
した金型装置が実公昭５６−２６９２８号公報に開示さ
れているが、これによると、ダイプレートの型開き動作
と中子の抜き動作とを連動させる構造が複雑化しがちで
あり、しかも三次元的に湾曲させることは実質的に不可
能であることから、上記ブツシュロッドの挿通孔などと
吸気通路との位置関係に及ぼされる制約を低減するうえ
には不充分である。<Problems to be Solved by the Invention> However, according to the die-casting method described above, it is difficult to form a curved intake passage with a core due to the opening direction of the die plate. The cylinder head had no choice but to be linear, and the above requirements could not be met due to dimensional restrictions on the cylinder head. A mold device that forms a curved pipe using an arc-shaped core is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 56-26928, which describes the opening operation of the die plate and the removal of the core. The structure that interlocks the movement tends to be complicated, and it is virtually impossible to curve it three-dimensionally. This is insufficient to reduce the
本発明は、このような不都合を解消すべくなされたもの
であり、その主な目的は、弁ポートへ流入する吸気流を
円滑化すると共にレイアウトの自由度を向上し得る吸気
通路の形成が可能なように構成されたエンジンのシリン
ダヘッド、及び前記吸気通路を形成するための比較的簡
単な構造の金型装置を提供することにある。The present invention has been made to eliminate such inconveniences, and its main purpose is to form an intake passage that can smooth the intake flow flowing into the valve port and improve the freedom of layout. It is an object of the present invention to provide a cylinder head of an engine configured as above, and a mold device having a relatively simple structure for forming the intake passage.
［発明の構成］
〈課題を解決するための手段〉
このような目的は、本発明によれば、金型鋳造にて形成
されるエンジンのシリンダヘッドであって、燃焼室の吸
気ポートに連通ずる吸気通路の軸線が、一定曲率の螺旋
状をなすことを特徴とするエンジンのシリンダヘッド、
及びエンジンのシリンダヘッドを形成するための金型で
あって、吸気通路を形成するための中子が、一定曲率の
螺旋状をなすと共に、該螺旋の中心軸回りについて回動
自在であることを特徴とするシリンダヘッド用金型を提
供することにより達成される。[Structure of the Invention] <Means for Solving the Problems> According to the present invention, the object is to provide an engine cylinder head formed by die casting, which communicates with an intake port of a combustion chamber. An engine cylinder head characterized in that the axis of the intake passage forms a spiral with a constant curvature.
and a mold for forming the cylinder head of an engine, in which the core for forming the intake passage has a spiral shape with a constant curvature and is rotatable about the central axis of the spiral. This is achieved by providing a cylinder head mold with the following characteristics.
く作用〉
このような構成によれば、螺旋の曲率半径とピッチとを
適宜に定めることにより、他の部分との取合いを満足さ
せ得る三次元的な湾曲形状を吸気通路に与えることがで
きる。しかも螺旋軸回りについての回転を中子に与える
ことにより、螺旋の中心軸に沿って直線的に中子を引き
抜くことができるので、金型の構成を複雑化させずに済
む。According to this configuration, by appropriately determining the radius of curvature and pitch of the spiral, it is possible to give the intake passage a three-dimensional curved shape that satisfies the relationship with other parts. In addition, by applying rotation about the helical axis to the core, the core can be pulled out linearly along the central axis of the helix, so there is no need to complicate the structure of the mold.
〈実施例〉
以下に添附の図面を参照して本発明の好適実施例につい
て詳細に説明する。<Embodiments> Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
第１図及び第２図は、本発明に基づき構成されたシリン
ダヘッド１を示している。このシリンダヘッド１は、ア
ルミニウム合金をダイキャスト成形してなり、その上面
２にヘッドカバー（図示せず）を固着すべく、またその
下面３をシリンダブロック（図示せず）の上端面に接合
すべく、それぞれの面２・３が平坦に形成されている。1 and 2 show a cylinder head 1 constructed according to the invention. This cylinder head 1 is formed by die-casting an aluminum alloy, and has a head cover (not shown) fixed to its upper surface 2 and a lower surface 3 joined to the upper end surface of a cylinder block (not shown). , each of the surfaces 2 and 3 is formed flat.
シリンダヘッド１の下面には、ウェッジ型をなす燃焼室
４が凹設されている。そしてこの燃焼室４の天井部分に
は、吸気弁及び排気弁（図示せず）にて開閉される吸気
ポート５及び排気ポート６が並設されている。また、吸
気ポート５及び排気ポート６の上方には、バルブステム
ガイド７が埋め込まれている。A wedge-shaped combustion chamber 4 is recessed in the lower surface of the cylinder head 1 . An intake port 5 and an exhaust port 6, which are opened and closed by an intake valve and an exhaust valve (not shown), are arranged in parallel on the ceiling of the combustion chamber 4. Furthermore, a valve stem guide 7 is embedded above the intake port 5 and the exhaust port 6.
第２図で見て、吸・排気両ポート５・６の右隣には１対
のヘッドボルト孔８が、そして左隣には同様に１対のヘ
ッドボルト孔９が、更にその左隣には１対のブツシュロ
ッド挿通孔１０が、それぞれ開設されている。そして吸
・排気両ポート５・６に隣接する部分には、点火プラグ
（図示せず）の先端部を螺着するプラグ装着孔１１が設
けられている。As seen in Figure 2, there is a pair of head bolt holes 8 on the right side of both the intake and exhaust ports 5 and 6, a pair of head bolt holes 9 on the left side, and a pair of head bolt holes 9 on the left side. A pair of bushing rod insertion holes 10 are respectively provided. A plug mounting hole 11 into which the tip of a spark plug (not shown) is screwed is provided adjacent to both the intake and exhaust ports 5 and 6.
吸気ポート５からシリンダヘッド１の左側面に向けて、
吸気通路１２が形成されている。この吸気通路１２は、
外側へ行くに従ってその外径寸法を大きくされると共に
、第２図の左側に位置する１対のヘッドボルト孔９同土
間、及びその左隣にて対をなすブッシュロッド挿通孔１
ｏ同土間を通過して外部に連通しており、その軸線が、
所定の旋回半径Ｒ及びピッチＰを有する一定曲率の螺旋
状をなしている。From the intake port 5 toward the left side of the cylinder head 1,
An intake passage 12 is formed. This intake passage 12 is
The outer diameter increases as it goes outward, and a pair of head bolt holes 9 are located on the left side of FIG.
o It passes through the same dirt floor and communicates with the outside, and its axis is
It has a spiral shape with a constant curvature and a predetermined turning radius R and pitch P.
排気ポート６から外部に連通ずる排気通路１３は、吸気
通路１２に概ね直交する方向に延設されている。この排
気通路１３は、その軸線を直線とし、しかも外側へ行く
に従って外径寸法が大きくなるテーパ形状をなしている
。An exhaust passage 13 communicating with the outside from the exhaust port 6 extends in a direction generally perpendicular to the intake passage 12. The exhaust passage 13 has a straight axis and a tapered shape in which the outer diameter increases toward the outside.
シリンダヘッド１の側壁には、冷却効率を高めるべく複
数の冷却フィン１４が形成されている。A plurality of cooling fins 14 are formed on the side wall of the cylinder head 1 to improve cooling efficiency.
そして吸気通路５とシリンダヘッド下面３との間の部分
には、冷却風が流過すべく通風路１５が鋳抜きにより形
成されている。A ventilation passage 15 is formed by casting in a portion between the intake passage 5 and the lower surface 3 of the cylinder head, through which cooling air flows.
さて、中・低速回転域における燃焼効率を向上するには
、吸気慣性を利用できるように吸気通路を長寸にし、か
つ燃焼室にてスワールを発生させるように、燃焼室への
吸気流入角度を大きくとると良い。また、吸気通路を長
寸にし、かつシリンダヘッドのコンパクト化を推進する
」二には、ブツシュロッド挿通孔同土間の部分に吸気通
路を延設すると良い。ところが、このような要望を満足
するには、吸気通路に三次元的な湾曲形状を与えねばな
らず、吸気通路部分を形成するための中子抜きが実質的
に不可能となるため、シリンダブロックの製造にダイキ
ャスト成形を採用するうえでの障害となっていた。Now, in order to improve combustion efficiency in the medium and low speed rotation range, the intake passage should be made longer to take advantage of the intake inertia, and the intake air inflow angle into the combustion chamber should be adjusted to generate a swirl in the combustion chamber. It is better to make it bigger. In addition, to make the intake passage long and to promote compactness of the cylinder head, it is preferable to extend the intake passage to the area between the bushing rod insertion hole and the dirt floor. However, in order to satisfy these demands, it is necessary to give the intake passage a three-dimensional curved shape, which makes it virtually impossible to remove the core to form the intake passage. This was an obstacle to adopting die-cast molding for manufacturing.
そこで本発明においては、適宜な直線Ｃを中心とする一
定曲率の螺旋状をなすように吸気通路１２を形成するこ
とにより、側面からの吸気通路１２の投影形状が、吸気
ポーｈ ５へ向けて円滑に湾曲した形状となるようにし
く第１図）、かつ」二面から見た投影形状が、吸気ポー
ト５とシリンダヘッド側壁の開口１６とが互いにオフセ
ットし、かつヘッドボルト孔つとブツシュロッド挿通孔
ｌＯとの間の部分を通過する形状となるようにしている
（第２図）。Therefore, in the present invention, by forming the intake passage 12 in a spiral shape with a constant curvature centered on a suitable straight line C, the projected shape of the intake passage 12 from the side is directed toward the intake port h5. (Fig. 1), and the projected shape when viewed from two sides is such that the intake port 5 and the opening 16 in the side wall of the cylinder head are offset from each other, and the head bolt hole and the bushing rod insertion hole. The shape is such that it passes through the part between it and lO (Fig. 2).
吸気通路１２の形状をこのようにすることにより、シリ
ンダヘッド側壁の開口１６と吸気ポート５との間を斜め
方向に連結したうえで、吸気ポー）−５へと連続する部
分の通路断面積の変化を緩やかにすることができ、しか
も吸気ポート５への流入角度を大きくすることができる
。従って、吸気充填効率の向上を企図し得る。また、吸
気通路１２の下側の部分に比較的大きな断面積の通風路
１５を形成することができるので、冷却性の向」二をも
企図し得る。By configuring the shape of the intake passage 12 in this way, the opening 16 in the side wall of the cylinder head and the intake port 5 are connected diagonally, and the cross-sectional area of the passage that continues to the intake port 5 is reduced. The change can be made gentler, and the angle of inflow into the intake port 5 can be increased. Therefore, it is possible to plan to improve the intake air filling efficiency. Further, since the ventilation passage 15 having a relatively large cross-sectional area can be formed in the lower portion of the intake passage 12, it is possible to improve the cooling performance.
第３図は、」−記したシリンダヘッド１を製造するため
の金型２１を部分的に示している。この金型２１は、シ
リンダヘッド１の側壁部分を形成するための母型２２と
、吸気通路１２を形成するべくＬす型２２に付設された
中子２３とからなり、中子２３は、上記吸気通路１２の
形状に対応した螺旋状をなすと共に、この螺旋の中心線
Ｃを軸として回動自在なように母型２２に係合している
。そしてダイプレート（図示せず）を閉じた際には、ス
トッパピン２４などにて中子２３の回り止めを施してお
き、ダイプレートを開く際には、中子２３の回動を自由
にすることにより、螺旋の中心線Ｃに沿って直線的にＵ
Ｊ型２２を移動すると、螺旋軸に沿って回転しつつ中子
２３が引き抜かれるようになっている。FIG. 3 partially shows a mold 21 for manufacturing the cylinder head 1 marked with "-". This mold 21 consists of a mother mold 22 for forming the side wall portion of the cylinder head 1, and a core 23 attached to the L-shaped mold 22 for forming the intake passage 12. It has a spiral shape corresponding to the shape of the intake passage 12, and is engaged with the matrix 22 so as to be rotatable about the center line C of the spiral. When the die plate (not shown) is closed, the core 23 is prevented from rotating using a stopper pin 24, etc., and when the die plate is opened, the core 23 is allowed to rotate freely. By this, U straightly along the center line C of the spiral
When the J-shape 22 is moved, the core 23 is pulled out while rotating along the helical axis.
第４図は、金型２１の別の実施例を示している。FIG. 4 shows another embodiment of the mold 21.
この中子２３は、ダイプレート側に固定されたガイド部
材２５にその基部２６が嵌合し、この基部２６の外周面
に螺旋溝２７が凹設されると共に、ガイド部材２５にお
ける基部受容孔２８の内周に突設されたピン２９が、螺
旋溝２７に係合している。これによれば、ガイド部材２
５を軸線方向に移動させると、中子２３に回転が与えら
れることとなり、」二記第１実施例と同様に、中子２３
の引き抜きを行なうことができる。The base 26 of the core 23 fits into a guide member 25 fixed to the die plate side, and a spiral groove 27 is formed in the outer peripheral surface of the base 26, and a base receiving hole 28 in the guide member 25 is formed. A pin 29 protruding from the inner periphery is engaged with the spiral groove 27. According to this, the guide member 2
5 in the axial direction, rotation is given to the core 23, and as in the first embodiment described in Section 2, the core 23 is rotated.
can be extracted.
［発明の効果］
このように本発明によれば、三次元的に湾曲した吸気通
路を抜き中子をもって形成することが可能となる。従っ
て、ヘッドボルト孔やプッンユロッド挿通孔との干渉を
避けた位置に、吸気ポートへと円滑につながる湾曲形状
を有する吸気通路を、ダイキャスト加工をもって形成し
得ることから、エンジンの製造工程を簡略化するうえに
大きな効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to form a three-dimensionally curved intake passage using a hollow core. Therefore, it is possible to use die-casting to form an intake passage with a curved shape that smoothly connects to the intake port in a position that avoids interference with the head bolt hole and the punch rod insertion hole, which simplifies the engine manufacturing process. It has a big effect on what you do.
第１図は、本発明に基づくシリンダヘッドを第２図のＩ
−Ｉ線に沿って切断して示す断面図であり、第２図は、
同じく第１図の■−■線に沿う断面図である。
第３図は、本発明に基づくシリンダヘッドを製造するた
めの金型の部分的な断面図であり、第４図は、金型の別
の実施例を示す部分的な断面図である。
１・・・シリンダヘッド ２・・・上面３・・・下面
４・・・燃焼室５・・・吸気ポート６・・・
排気ポート７・・・バルブステムガイド
８・９・・・・・・ヘッドボルト孔
１０・・・ブツシュロッド挿通孔
１・・・プラグ装着孔
３・・・排気通路
５・・・通風路
１・・・金型
３・・・中子
５・・・ガイド部材
７・・・螺旋溝
９・・・ピン
１２・・・吸気通路
１４・・・冷却フィン
１６・・・開口
２２・・・母型
２４・・・ストッパピン
２６・・・嵌合部
２８・・・受容孔
特 許 出 願 人 本田技研工業株式会社代
理 人 弁理士 大 島 陽 −第３図
↓
第４図FIG. 1 shows a cylinder head according to the invention at I of FIG.
- It is a sectional view cut along the I line, and FIG.
It is a sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1 as well. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a mold for manufacturing a cylinder head according to the present invention, and FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing another embodiment of the mold. 1...Cylinder head 2...Top surface 3...Bottom surface
4... Combustion chamber 5... Intake port 6...
Exhaust port 7... Valve stem guide 8, 9... Head bolt hole 10... Bush rod insertion hole 1... Plug mounting hole 3... Exhaust passage 5... Ventilation passage 1...・Mold 3... Core 5... Guide member 7... Spiral groove 9... Pin 12... Intake passage 14... Cooling fin 16... Opening 22... Mother mold 24 ... Stopper pin 26 ... Fitting part 28 ... Reception hole Patent applicant: Honda Motor Co., Ltd.
Patent Attorney Yo Oshima - Figure 3↓ Figure 4
Claims (2)
ドであって、 燃焼室の吸気ポートに連通する吸気通路の軸線が、一定
曲率の螺旋状をなすことを特徴とするエンジンのシリン
ダヘッド。(1) An engine cylinder head formed by die casting, characterized in that the axis of an intake passage communicating with an intake port of a combustion chamber forms a spiral shape with a constant curvature.
であって、 吸気通路を形成するための中子が、一定曲率の螺旋状を
なすと共に、該螺旋の中心軸回りについて回動自在であ
ることを特徴とするシリンダヘッド用金型。(2) A mold for forming a cylinder head of an engine, in which a core for forming an intake passage has a spiral shape with a constant curvature and is rotatable about the central axis of the spiral. A cylinder head mold characterized by:
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| JPH03118940A true JPH03118940A (en) | 1991-05-21 |
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| JPH0599064A (en) * | 1991-10-04 | 1993-04-20 | Kubota Corp | Cylinder head of air cooled multiple cylinder overhead-valve engine |
| JPH0578357U (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-26 | 曙ブレーキ工業株式会社 | Cast pin device for casting |
| DE102009036393B4 (en) * | 2008-12-05 | 2014-07-24 | Kia Motors Corporation | Form set for casting a cylinder head |
| DE102011017511A1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-10-31 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Manufacturing a cylinder head of an internal combustion engine, comprises casting a connecting element, for mounting a movable and/or removable component of the cylinder head, with the cylinder head, and heat treating the cylinder head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4026986A1 (en) | 1991-04-11 |
| GB9018534D0 (en) | 1990-10-10 |
| GB2236556A (en) | 1991-04-10 |
| JPH0771728B2 (en) | 1995-08-02 |
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