JPH10148157A - シリンダヘッド形成方法 - Google Patents

シリンダヘッド形成方法

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JPH10148157A
JPH10148157A JP9169719A JP16971997A JPH10148157A JP H10148157 A JPH10148157 A JP H10148157A JP 9169719 A JP9169719 A JP 9169719A JP 16971997 A JP16971997 A JP 16971997A JP H10148157 A JPH10148157 A JP H10148157A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 液体冷却内燃機関のシリンダヘッドに関し、
鋳造時の冷却剤通路への鋳ばり発生を減じ、生産性の向
上を図った製造方法を提供する。 【解決手段】 この方法ではシリンダヘッドを介する冷
却剤の流れを阻止し又は妨げるキャステイングフィン即
ち鋳ばりの負担を減じている。このヘッドは第１の冷却
キャビテー８０と第２の冷却キャビテー９０とを相互に
接続するための内部液体冷却剤通路無しで鋳造する。両
冷却キャビテー間に冷却液体の連通を提供するよう両冷
却キャビテ間に交差する通路を画定するためヘッドの外
表面を介して開口８４を機械加工する。ヘッドの外表面
を介して機械加工によって形成した開口はプラッグ８９
で閉鎖される。通路の喉面積は両冷却キャビテー間の冷
却剤交換を制御するように選択される。更に付加的な通
路が各ヘッドに機械加工され、付加的な冷却剤交換を提
供し又は冷却キャビテーからの空気を排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の製造に関
し、より詳細には、絶対的ではないが、シリンダヘッド
用の冷却構造の成形に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関においてオーバーヘッドバルブ
の使用は一般的な方法となっている。ある形態において
は、該機関即ちエンジンの効率及び性能を改良するため
に複数のインテークバルブ及びエグゾーストバルブが使
用されている。このようなシリンダヘッドは通常複数の
バルブ構造を収容するため通路及び室の複雑なラビリン
スを有するように金属によって鋳造される。米国特許第
５２２２４６４号（Ｏｙａｉｚｕ）及び同第２７１０６
０２号が種々のタイプのシリンダヘッドの複雑な内部構
造の例として引用されるであろう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しばしばシリンダヘッ
ドの複雑な構造はマルチ−コア鋳造技術の使用を要求す
るであろう。更にこの種の構造の最適な実行には通常比
較的小さい通路を有する異なるコアによって形成された
冷却ジャケット室間を相互に流体連結することが要求さ
れる。このような小さい相互連結を適当に鋳造すること
は困難である。しばしば“キャステイングフィン（ｃａ
ｓｔｉｎｇ ｆｉｎｓ）即ち鋳ばり”が相互連結通路内
に発生し、これが所望の冷却剤流れを阻止し又は妨げる
ように威嚇するのである。冷却ジャケットの形態はしば
しば鋳ばりの発見及び除去を困難なものとしており、こ
のことが烈しい労働の繰り返しをもたらしている。この
ような繰り返しは不運にもシリンダヘッドの生産性を強
圧している。
【０００４】このため、望ましくない鋳ばりの発生を減
じることによりシリンダヘッドの生産性を改善する必要
がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため本件発明は、マルチバルブ内燃エンジン用の液体
冷却されたシリンダヘッドであって、外表面を有しさら
に第１の冷却キャビテー及び第２の冷却キャビテーを含
んでいる当該シリンダヘッドを形成する方法を提供す
る。この方法は、（ａ）該ヘッド内にて第１冷却キャビ
テーと第２冷却キャビテーとを連結する何らの一体的流
体冷却剤通路を持たないヘッドを鋳造すること、（ｂ）
該ヘッド内にて第１冷却キャビテーと第２冷却キャビテ
ーとの間に液体冷却剤連通を提供するよう該第１冷却キ
ャビテーと第２冷却キャビテーとを交差する第１の通路
を形成するためヘッドの外表面を介して第１開口を機械
加工すること、（ｃ）ヘッドの外表面に前記機械加工に
よって形成した前記第１開口を閉鎖すること、の諸工程
から成る。
【０００６】本件発明の１つの特徴は、マルチバルブ内
燃エンジン用の液体冷却されたシリンダヘッドを成形す
る方法にある。このヘッドは外表面を有しており、この
外表面は第１冷却キャビテーと第２冷却キャビテーとを
含んでいる。この方法はヘッド内に第１冷却キャビテー
と第２冷却キャビテーとを連結している一体的な液体冷
却剤通路を有することなくヘッドを鋳造することを含
む。ヘッド内にて第１冷却キャビテーと第２冷却キャビ
テーとの間に液体冷却剤連通を提供するよう該第１冷却
キャビテーと第２冷却キャビテーとを交差する通路を形
成するためヘッドの外表面を介して開口が機械加工され
る。ヘッドの外表面に機械加工によって形成された前記
開口はその後閉鎖される。
【０００７】本件発明の別の特徴によれば、内燃エンジ
ン用の液体冷却されたシリンダヘッドの形成が、複数の
エグゾースト開口と、複数のインテーク開口と、を有す
るヘッドを鋳造することを含む。下方冷却ジャケット及
び上方冷却ジャケットもまたヘッド内に鋳造成形され
る。上方冷却ジャケットと下方冷却ジャケットとの間に
冷却剤の流れを提供するよう該上方冷却ジャケットと下
方冷却ジャケットとを相互に連結している第１の通路を
形成するため、前記鋳造の後、前記ヘッドの外表面を介
して第１開口が機械加工される。更に冷却剤が導入され
た時空気を排出するため該上方冷却ジャケットと下方冷
却ジャケットとを相互に連結している第２の通路を形成
するため、前記鋳造の後、該ヘッドの前記外表面を介し
て第２開口が機械加工される。その後、第１の開口と第
２の開口とが閉鎖される。第１の通路はより大きい喉面
積を有しており、第２の通路を有する第２の通路は第１
の通路のほぼ上方に位置付けられている。
【０００８】これらの特徴としての利点のうち、鋳ばり
を形成しがちな小さい相互連結通路は通常第１の冷却キ
ャビテーと第２の冷却キャビテーとの間に鋳造される必
要はない。その代わりにこれらの通路はヘッドの外表面
を介して機械加工される。一般に、このようなアプロー
チはシリンダヘッドの生産性を改善する。
【０００９】従って、本件発明の１つの目的は繰り返し
作業即ちリワークしがちである冷却ジャケット通路を鋳
造する必要を無くすシリンダヘッドの製造方法を提供す
ることである。これらの通路は所望の相互連結を提供す
るためヘッドの外表面を介して機械加工される。
【００１０】本件発明の別の目的はシリンダヘッド冷却
ジャケットを相互連結している通路内に鋳ばりの発生を
減少することにより内燃エンジン用のシリンダヘッドの
生産性を改良することである。
【００１１】本件発明のその他の目的、特徴及び利点等
は下記の詳細な記載及び図面から明確となろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】本件発明の原理についての理解を
増進する目的で、図面に示した実施例を参照しながらこ
れについて説明する。それにもかかわらずこの実施例は
本件発明の範囲を制限する意図のないことは理解される
べきである。ここに記載した装置の変形及び改良更には
ここに記述した本件発明の原理の更なる適用は本件発明
に関する当業者にとって通常なし得るようなものと思わ
れる。
【００１３】図１は本件発明のマルチバルブ内燃機関即
ちエンジン１０の部分断面図を示している。このエンジ
ン１０は、シリンダーブロック１２を有している。この
シリンダーブロック１２は長手方向軸線１５を有するシ
リンダーボア即ちシリンダー孔１４を画定している。こ
のシリンダーブロック１２はまたクーリングチャンバー
即ち冷却室１８ａ，１８ｂを画定している。シリンダー
孔１４内にはピストン１６が位置付けてあり、このピス
トン１６は公知のように長手方向軸線１５に沿って往復
運動するように配置されている。シリンダー孔１４はピ
ストン１６とヘッド組立体２０との間に位置付けられた
燃焼室１７ａを含んでいる。好ましくはこのエンジン１
０は公知の４サイクル作動をする多くのシリンダ／ピス
トン組立体（図示なし）を含んでいる。
【００１４】ヘッド組立体２０はヘッド３０ａを画定し
ている鋳造部材２２を含んでいる。この鋳造部材２２は
好ましくはマルチコア技術を使用して金属から一体的に
鋳造されている。シリンダーヘッドへ適用される種々の
コアリング技術の一例としてはコジアラ（Ｋｏｚｉａｒ
ａ）の米国特許第３５５８８０８号がある。鋳造部材２
２は一般に互いに対抗しかつ外表面２６を画定している
外方壁２４ａ，２４ｂを含んでいる。更に、この鋳造部
材２２はヘッド３０ａ内に種々の室を画定している多く
の内方壁２８、２９を含んでいる。
【００１５】更に図２及び図４を参照しながら鋳造部材
２２の構造に関して詳細に述べる。図２及び図４はヘッ
ド３０ａのみならずヘッド３０ｂ，３０ｃをも含んでい
るエンジン１０の部分について図示している。図２及び
図４に示すエンジン１０の部分図ではヘッド３０ａ，３
０ｂ，３０ｃ（集合的にヘッド３０で指称する）が互い
に直線状に一体的に接続されて示してある。好ましくは
このエンジン１０は対応するシリンダ／ピストン組立体
（図示なし）を有する６個の直線シリンダヘッドを有し
ている。別の実施例においては異なる数のシリンダヘッ
ド又は異なるシリンダヘッドの配置が、当業者に理解さ
れるように、使用され得る。
【００１６】シリンダヘッド３０は多数のボルト孔３２
を画定している。これらのボルト孔３２の各々は対応す
るヘッドボルト３４を受け入れるような形状を有してお
り、該ヘッドボルト３４は鋳造部材２２をシリンダーブ
ロック１２へ固着している。図１は、ブロック１２と部
材２２とを標準的なボルト孔３２を介して伸びているヘ
ッドボルト３４でもって相互に接続している事例を示し
ている。図２は、明確化のために対応するヘッドボルト
３４を省略した多数のボルト孔３２を示している。
【００１７】更に各ヘッド３０は、燃料インジェクター
３８を受け入れるように構成されたインジェクター通路
３６を画定している。各インジェクター３８はこれまで
のように対応する燃焼室１７ａ，１７ｂ，１７ｃ（集合
的に燃焼室１７で指称する）内に燃料を噴射するような
形状となっている。図２及び図４では破線によって燃焼
室１７を示している。
【００１８】また、図１、図２及び図４はインテーク室
４１を画定しているインテークマニホールド４０を示し
ている。シリンダヘッド３０ａはインテーク室４１と流
体連通している２つのインテーク開口４２ａ，４４ａを
有している。同様に、シリンダヘッド３０ｂ，３０ｃは
インテーク開口４１とそれぞれ流体連通しているインテ
ーク開口４２ｂ，４４ｂ、４２ｃ及び４４ｃを有してい
る。インテーク通路４６ａは、図４に破線で部分的に示
すように、インテーク開口４２ａをインテーク室４１へ
接続している。図４は、また、インテーク開口４４ａ，
４２ｂをインテーク室４１へ接続しているインテーク通
路４６ｂと、インテーク開口４４ｂ，４２ｃをインテー
ク室４１へ接続しているインテーク通路４６ｃと、イン
テーク開口４４ｃをインテーク室４１へ接続しているイ
ンテーク通路４６ｄと、を破線で示している。
【００１９】更に図３を参照すると、各シリンダヘッド
３０はそれぞれエグゾースト出口５０ａ，５０ｂ，５０
ｃ（集合的にエグゾースト出口５０で指称する）を画定
している。図４に破線で示すように、エグゾースト出口
５０ａはエグゾースト通路５６ａを介してシリンダヘッ
ド３０ａのエグゾースト開口５４ａ，５２ａへ接続され
ており、エグゾースト出口５０ｂはエグゾースト通路５
６ｂを介してシリンダヘッド３０ｂのエグゾースト開口
５２ｂ，５４ｂへ接続されており、エグゾースト出口５
０ｃはエグゾースト通路５６ｃを介してシリンダヘッド
３０ｃのエグゾースト開口５２ｃ，５４ｃへ接続されて
いる。
【００２０】特に図１及び図２を参照すると、多くのバ
ルブ組立体６０が示されている。各インテーク開口４２
ａ，４２ｂ，４２ｃ，４４ａ，４４ｂ，４４ｃがバルブ
組立体６０を有しており、このバルブ組立体６０がイン
テークマニホールド４０から対応する燃焼室１７への空
気の流れを制御している。同様に各エグゾースト開口５
２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５４ａ，５４ｂ，５４ｃがバル
ブ組立体６０を有しており、このバルブ組立体６０が対
応する燃焼室１７からの燃焼生成物のエグゾーストを制
御している。
【００２１】図１はインテーク開口４２ａに対応するバ
ルブ組立体６０を詳細に示している。バルブ組立体６０
はバルブヘッド６４を受けているバルブシート即ち弁座
６２を有している。バルブステム６６がバルブヘッド６
４へ一体的に接続されておりかつヘッド３０ａを介して
伸びている。バルブヘッド６４の反対側にはバルブステ
ム６６のターミナル部分６７がばね６８を介して伸びて
いる。このばね６８はバルブシート６２を含んでいる下
方部分の反対側のヘッド３０ａの上部にあるばね受け６
９内に位置付けてある。ばね６８とバルブステム６６と
はバルブヘッド６４をバルブシート６２内へ偏倚するよ
うに形成されており、空気がインテーク開口４２ａを介
して流れるのを防止している。バルブ組立体６０は押棒
（図示なし）を介するロッカーロード（ｒｏｃｋｅｒ
ｌｏａｄ：揺動負荷）組立体７０又はその他の、エンジ
ン１０の燃焼サイクルに同期している、適当な調時手段
によって開閉される。各ヘッド３０のために、対応する
バルブ組立体６０の開閉は好ましくは従来方法における
ロッカーロード組立体７０によって達成される。同様
に、インジェクター３８は、また、燃料を適切に燃焼室
１７内へ射出するため調時されている。ヘッド組立体２
０は中間のオリフィス付きのヘッドガスケット７４を有
する鋳造部材２２へ接続されているバルブカバー７２を
有している。
【００２２】好ましくは、直線状のシリンダヘッド３０
のこの４つのオーバーヘッドバルブ、燃料射出の配置は
公知の圧縮点火を備えたデイゼル燃料供給用に構成され
ている。別の実施例においては、より多くの又はより少
ないバルブが使用されかつ燃料はインジェクションを除
き別の技術によって導入される。更に、その他のタイプ
の燃料又はエンジン点火設計が、当業者にとってなし得
るように使用され得る。
【００２３】特に図１及び図４を参照すると、ここには
各シリンダヘッド３０のための冷却空間が示されてい
る。鋳造部材２２は１つのシリンダヘッドから次のシリ
ンダヘッドまで相互に接続された冷却室又は凹みとして
示されている下方冷却ジャケット８０を画定している。
この下方冷却ジャケット８０は特に図１及び図４に示さ
れており、この下方冷却ジャケット８０は一般的に外方
壁２４ａと内方壁２８との間に配置されている。上方冷
却ジャケット９０は一般的に下方冷却ジャケット８０の
上方で外方壁２４ａと内方壁２９との間に配置されてい
る部分９０ａを有している。この上方冷却ジャケット９
０はまた一般的に下方冷却ジャケット８０に対向して外
方壁２４ｂと内方壁２９との間に位置付けられた部分９
０ｂを有している。
【００２４】この下方冷却ジャケット８０は、通路８８
を介してシリンダブロック１２の冷却室１８ａと流体連
通している。同様に、上方冷却ジャケット９０は通路９
８を介してシリンダブロック１２の冷却室１８ｂと流体
連通している。通路８８、８９はそれぞれオリフィス付
きヘッドガスケット７４を介してシリンダブロック１２
の冷却室１８ａ，１８ｂを相互に連結している。
【００２５】初めに、鋳造部材２２はマルチコアキャス
テングプロセス（ｍｕｌｔｉ−ｃｏｒｅ ｃａｓｔｉｎ
ｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）によって形成され、下方冷却ジャ
ケット８０及び上方冷却ジャケット９０は別のコアによ
って形成される。鋳物として、これらの下方冷却ジャケ
ット８０及び上方冷却ジャケット９０はシリンダヘッド
３０内において下方冷却ジャケット８０と上方冷却ジャ
ケット９０との間のいくつかの相互に連結している通路
を欠いている。その結果、液体冷却剤はシリンダヘッド
３０内において下方冷却ジャケット８０と上方冷却ジャ
ケット９０との間において相互の交換が出来ない。それ
にもかかわらず下方冷却ジャケット８０と上方冷却ジャ
ケット９０との間に相互連結を提供することは望ましい
ことである。ある好ましい実施例においては、この相互
連結はそれぞれ各シリンダヘッド３０ａ，３０ｂ，３０
ｃに下方通路８２ａ，８２ｂ，８２ｃ（集合的に下方通
路８２で指称する）を機械加工することにより提供され
る。各下方通路８２は下方冷却ジャケット８０と上方冷
却ジャケット９０とを対応する長手方向軸線８６ａ，８
６ｂ，８６ｃ（集合的に長手方向軸線８６で指称する）
に沿って相互連結している。下方通路８２の長手方向軸
線８６は一般に水平で、長手方向軸線１５に対してほぼ
垂直である。各下方通路８２は上方冷却ジャケット部分
９０ｃと交差している。この部分９０ｃは一般的に各ヘ
ッド３０のインジェクター通路３６の付近でエグゾース
ト開口５２とエグゾースト開口５４との間に位置付けら
れている。また、この上方冷却ジャケット部分９０ｃは
一般的に各ヘッド３０の内方壁２８と内方壁２９との間
に位置付けられている。好ましくは、下方通路８２は鋳
造部材２２の外表面２６を介して開口８４ａ，８４ｂ，
８４ｃ（集合的に開口８４で指称する）を機械加工する
ことにより形成される。ある１つの実施例においては、
この機械加工は鋳造部材２２を介して一般的に水平孔を
穿孔することにより形成される。別の実施例において
は、当業者に取って考えられるような別の異なる機械加
工方法が期待される。
【００２６】下方冷却ジャケット８０と上方冷却ジャケ
ット９０とが相互に連結された後、プラグ８９が開口８
４内に固着され、下方冷却ジャケット８０及び上方冷却
ジャケット９０からの冷却剤の損失を防止するシールを
提供する。プラグ８９は、溶接、ロー付け、接着剤、ね
じ込み、又はその他の当業者に取って考えられるような
別の手段によって鋳造部材２２へ接合される。
【００２７】下方通路８２による相互連結は、図１に示
すように、冷却室１８ａから下方冷却ジャケット８０を
介して上方冷却ジャケット９０内へ通路Ｐ８０に沿って
冷却剤が流れることを容易にしている。同様に、図１は
該通路Ｐ８０に沿って上方冷却ジャケット９０内に受け
入れられた冷却剤と結合するため上方冷却ジャケット９
０内へ冷却室１８ｂから流れる冷却剤に対応する通路Ｐ
９０を示している。次いでこの結合された冷却剤はヘッ
ドを介して前方へ流れ、そこから流れ出る（図示なし）
のである。この流れ出た冷却剤はサーモスタットへ入り
込み、ラジエーターのような熱交換機を通って処理さ
れ、次いでシリンダブロック１２へ戻される。
【００２８】図１は更に下方冷却ジャケット８０と上方
冷却ジャケット９０との間の第２相互連結を形成するた
め外表面２６を介して機械加工することにより形成され
た垂直通路９２を示している。この垂直方向の位置決め
は一般に冷却流体がジャケット８０、９０内へ導入され
る際の空気の抜き出しを助ける。プラグ９９がジャケッ
ト８０、９０をシールするため開口９４へしっかり保持
されるように形成されており、かつ開口８４内にプラグ
８９を固着するため使用された技術を使用して開口９４
内に固着されている。垂直通路９２の垂直長手方向軸線
９６は一般に軸線１５に対して平行でありかつ軸線８６
に対してほぼ垂直である。
【００２９】明白なことには、ジャケット８０と９０と
の間での冷却剤の交換は一般に相互連結通路の喉面積に
よって制御される。ここで使用される“喉面積”とは通
路の長手方向軸線に対し垂直な通路の最小平坦横断面を
意味している。例えば、図１において、通路８２ａの喉
面積は通路８２ａの横断面及び軸線８３を含む面に対応
しており、ここでこの面は軸線８６ａに対して垂直をな
している。同様に、通路９２の喉面積は軸線９３を含む
軸線９６に対して垂直な横断平面に対応している。
【００３０】好ましくは、下方通路８２の最小喉面積
は、通路９２の喉面積よりもかなり大きい。一つの好ま
しい実施例においては、下方通路８２の喉面積は少なく
とも通路９２の最小喉面積の少なくとも２倍である。よ
り好ましい実施例においては、下方通路８２の最小喉面
積は少なくとも通路９２の喉面積の少なくとも８倍であ
る。最も好ましい実施例においては、下方通路８２の最
小喉面積は通路９２の喉面積のそれぞれ少なくとも１２
倍である。
【００３１】通路８２、９２の機械加工によって、エン
ジン効率を最適状態にするために要求されるラビリンス
冷却ジャケット内に適切に冷却剤を連通する上での鋳造
フィンを発見しかつ除去する困難性を含み、下方冷却ジ
ャケット８０と上方冷却ジャケット９０との間を相互に
連結している鋳物に付随する問題は回避される。別の実
施例においては、冷却スペース間に適切な流体連通を提
供するために、より多くの又はより少ない外部より機械
加工した相互連結が使用される。さらに、別の実施例に
おいては、シリンダーヘッドの製造において所望の空間
同士を適切に流体連通するために、外部より機械加工す
る技術が一体的に鋳造された相互連通した通路又はその
他の技術と組合わされるであろう。
【００３２】この明細書において引用された全ての刊行
物及び特許出願は、あたかもそれぞれの刊行物又は特許
出願が特別にかつ個別的に参照されるように指称され、
ここに引用されている。
【００３３】本件発明は図面及び上記記述によって詳細
に図示されかつ述べられたが、これは単なる図示のため
のものと考慮され何ら限定のためのものではなく、ここ
には単に好ましい実施例のみが示され記述され、本件発
明の精神に属する全ての変形改良等は本件発明により保
護されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本件発明の実施例により構成された内燃エンジ
ンの部分断面図である。
【図２】図１の実施例に示すエンジンの部分の上面図で
あり図１はこの図の線１−１に沿って見た断面図として
示されている。
【図３】図２に示すエンジン部分の側面図である。
【図４】図３の線４−４に沿って見た断面図である。
【符号の説明】
１０：マルチバルブ内燃機関 １２：シリンダブ
ロック １４：シリンダ孔 １５：長手方向軸
線 １６：ピストン １７，１７ａ，１
７、１７：燃焼室 １８ａ，１８ｂ：冷却室 ２０：ヘッド組立
体 ２２：鋳造部材 ２４ａ，２４ｂ：
外方壁 ２６：外表面 ２８，２９：内方
壁 ３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ：シリンダヘッド ３
２：ボルト孔 ３４：ヘッドボルト ３６：インジェク
タ通路 ３８：燃料インジェクタ ４０：インテーク
マニホルド ４１：インテーク室 ４２ａ〜４２ｃ，４４ａ〜４４
ｃ：インテーク開口 ４６ａ，４６ｂ，４６ｃ：インテーク通路 ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ：エグゾースト出口 ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５４ａ，５４ｂ，５４ｃ：エ
グゾースト開口 ５６ａ，５６ｂ，５６ｃ：エグゾースト通路 ６０：バルブ組立体 ６２：バルブシー
ト ６４：バルブヘッド ６６：バルブステ
ム ６７：ターミナル部分 ６８：ばね ６９：ばね受け ７０：ロッカーロ
ード ７２：バルブカバー ７４：ヘッドガス
ケット ８０：下方冷却ジャケット ８２，８２ａ，８２ｂ，
８２ｃ：下方通路 ８３：軸線 ８４，８４ａ，８４ｂ，
８４ｃ：開口 ８６，８６ａ，８６ｂ，８６ｃ：長手方向軸線
８８：通路 ８９：プラグ ９０：上方冷却ジ
ャケット ９０ａ，９０ｂ，９０ｃ：部分 ９２：垂直通路 ９４：開口 ９６：軸線 ９８：通路 ９９：プラグ Ｐ８０，Ｐ９０：通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ティモシー・ピー・ウェブスター アメリカ合衆国インディアナ州47201，コ ロンブス，ツェンティフィフス 3519

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マルチバルブ内燃エンジン用の液体冷却
    されたシリンダヘッドであって、外表面を有しさらに第
    １の冷却キャビテー及び第２の冷却キャビテーを含んで
    いる当該シリンダヘッドを形成する方法であって、
    （ａ）該ヘッド内にて第１冷却キャビテーと第２冷却キ
    ャビテーとを連結する何らの一体的流体冷却剤通路を持
    たないヘッドを鋳造すること、（ｂ）該ヘッド内にて第
    １冷却キャビテーと第２冷却キャビテーとの間に液体冷
    却剤連通を提供するよう該第１冷却キャビテーと第２冷
    却キャビテーとを交差する第１の通路を形成するためヘ
    ッドの外表面を介して第１開口を機械加工すること、
    （ｃ）ヘッドの外面に前記機械加工によって形成した前
    記第１開口を閉鎖すること、 の諸工程から成るシリンダヘッドを形成する方法。
  2. 【請求項２】 第１冷却キャビテーと第２冷却キャビテ
    ーとの間に液体冷却剤の所望の流量を提供するため第１
    通路の喉面積を選択すること、の工程を更に含む請求項
    １に記載のシリンダヘッドを形成する方法。
  3. 【請求項３】 前記機械加工が第１開口を形成するため
    ヘッド内に孔を穿孔することを含み、前記閉鎖が第１開
    口内にプラグを差し込むことを含む、請求項１に記載の
    シリンダヘッドを形成する方法。
  4. 【請求項４】 前記ヘッドが、外方壁と、第１冷却キャ
    ビテーを画定するため該外方壁から離れている第１内方
    壁と、第２冷却キャビテーを画定するため該第１内方壁
    から離れている第２内方壁と、を有しており、第１通路
    が、第１冷却キャビテー及び第２冷却キャビテーを相互
    に接続するため外方壁及び第１内方壁を介して通ってい
    る、請求項１に記載のシリンダヘッドを形成する方法。
  5. 【請求項５】 ヘッドがインジェクタ通路を画定し、第
    ２内方壁が第２冷却キャビテーと該インジェクタ通路と
    の間に位置付けられている、請求項４に記載のシリンダ
    ヘッドを形成する方法。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載のシリンダヘッドを形成
    する方法が、更に（ｄ）第１冷却キャビテーと第２冷却
    キャビテーとを相互に連結している第２通路を提供する
    ためヘッドの外面を介して第２開口を穿孔すること、
    （ｅ）前記ヘッドの外面を介する前記穿孔によって形成
    された第２開口をふさぐこと、 の工程を有している請求項１に記載のシリンダヘッドを
    形成する方法。
  7. 【請求項７】 第１通路が第１喉面積を有しており、第
    ２通路が第１喉面積よりも小さい第２の喉面積を有して
    いる請求項６に記載のシリンダヘッドを形成する方法。
  8. 【請求項８】 第１通路が第１の長手方向軸線を有して
    おり、第２通路が第１の長手方向軸線に対してほぼ垂直
    な第２の長手方向軸線を有している、請求項６に記載の
    シリンダヘッドを形成する方法。
  9. 【請求項９】 請求項８のシリンダヘッドを形成する方
    法であって、 第１通路が第１喉面積を有しており、第２通路が第１喉
    面積よりも小さい第２の喉面積を有しており、 前記閉鎖が第１開口を介してプラグを差し込むことを含
    み、 前記機械加工工程が第１開口を形成するためヘッド内に
    孔を穿孔することを含み、 ヘッドが少なくとも２つのインテーク通路と少なくとも
    ２つのエグゾースト通路とを画定し、該エグゾースト通
    路少なくとも１つが第１冷却キャビテーと第２冷却キャ
    ビテーとの間に位置付けられており、 ヘッドが、外方壁と、第１冷却キャビテーを画定するた
    め該外方壁から離れている第１内方壁と、第２冷却キャ
    ビテーを画定するため該第１内方壁から離れている第２
    内方壁と、を有しており、第１通路が第１冷却キャビテ
    ー及び第２冷却キャビテーを相互に接続するため外方壁
    及び第１内方壁を介して通っている、 請求項８に記載のシリンダヘッドを形成する方法。
  10. 【請求項１０】 内燃エンジン用の液体冷却されたシリ
    ンダヘッドを形成する方法であって、（ａ）外表面を備
    えており、複数のエグゾースト開口と、複数のインテー
    ク開口と、下方冷却室と、上方冷却室と、を有している
    ヘッドを鋳造すること、（ｂ）上方冷却室と下方冷却室
    との間に冷却剤の流れを提供するよう該上方冷却室と下
    方冷却室とを交差する第１の通路であって第１の喉面積
    を有している該第１の通路を形成するため、前記鋳造の
    後、前記外表面を介して第１開口を機械加工すること、
    （ｃ）冷却剤が導入された時空気を排出するため該上方
    冷却室と下方冷却室とを交差する第２の通路であって第
    １の通路の一般に上方に位置付けられておりかつ第１の
    喉面積より実質的に小さい第２の喉面積を有している該
    第２の通路を形成するため、前記鋳造の後、前記外表面
    を介して第２開口を機械加工すること、（ｄ）前記第１
    及び第２開口を閉鎖すること、 の諸工程から成るシリンダヘッドを形成する方法。
  11. 【請求項１１】 前記ヘッドが、外方壁と、第１冷却室
    を画定するため該外方壁から離れている第１内方壁と、
    第２冷却室を画定するため該第１内方壁から離れている
    第２内方壁と、を有しており、第１通路が、第１冷却室
    及び第２冷却室を相互に接続するため外方壁及び第１内
    方壁を介して通っている、請求項１０に記載のシリンダ
    ヘッドを形成する方法。
  12. 【請求項１２】 ヘッドがインジェクタ通路を画定し、
    第２内方壁が第２冷却室と該インジェクタ通路との間に
    位置付けられている、請求項１１に記載のシリンダヘッ
    ドを形成する方法。
  13. 【請求項１３】 第２通路が空気の排出を容易にするた
    め一般に垂直になっている請求項１０に記載のシリンダ
    ヘッドを形成する方法。
  14. 【請求項１４】 第１通路が一般に水平になっている請
    求項１３に記載のシリンダヘッドを形成する方法。
  15. 【請求項１５】 前記鋳造が上方冷却室を形成すること
    を含み、それにより下方冷却室からの冷却剤がヘッド内
    の上方冷却室に至ることが出来ない請求項１０に記載の
    シリンダヘッドを形成する方法。
  16. 【請求項１６】 第１通路が燃料インジェクタを受け入
    れるように形成された通路に隣接した一対のエグゾース
    トポート間の上方冷却室を交差する請求項１０に記載の
    シリンダヘッドを形成する方法。
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