KR100573330B1

KR100573330B1 - 내연 기관의 실린더 헤드 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100573330B1
Application number: KR1020030093501A
Authority: KR
Inventors: 하루이쥰
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤; 르노 에스. 아. 에스. 소시에떼 빠르 악시옹 셍쁠리피에
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2006-04-24
Also published as: EP1431561B1; CN2698993Y; DE60300883T2; KR20040055665A; US6886516B2; CN100489293C; CN1510266A; EP1431561A1; DE60300883D1; US20040118379A1

Abstract

내연 기관의 실린더 헤드는 그 내부에 흡기 포트를 형성하고, 흡기 포트의 상류측 단부가 외부에 노출되는 측벽면을 구비하는 금속으로 주조된 구조물과, 흡기 포트의 내측벽 내에 끼워넣어진 측방향 에지를 구비하고, 흡기 포트를 2개의 평행한 흡기 도관으로 구획하도록 흡기 포트에 설치된 금속의 구획판을 포함한다. 구획판은 주 직선부와, 주 직선부의 양 단부 각각에 제공되는 2개의 돌출 단부들을 포함하는 상류측 에지를 구비하고, 주 직선부는 상기 측벽면에 대해 내측에 위치되고, 2개의 돌출 단부들은 흡기 포트의 내측벽 내에 끼워지고 측벽면과 접하게 기계가공되는 상류측 에지들을 구비한다.

흡기 포트, 흡기 도관, 주물귀, 코어 샌드, 코어 몰드, 실린더 헤드, 구획판, 코어 건목

Description

내연 기관의 실린더 헤드 및 그 제조 방법{CYLINDER HEAD OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD OF PRODUCING SAME}

도1은 본 발명이 실제로 적용되는 실린더 헤드의 단면도.

도2의 (A) 및 도2의 (B)는 도1의 라인 "Ⅱ-Ⅱ"을 따라 취해진 단면도들이고, 도2의 (A)는 실린더 헤드의 주조를 완료한 직후에 취해진 도면이고, 도2의 (B)는 제조된 실린더 헤드를 기계가공한 후 취해진 도면.

도3은 실린더 헤드의 흡기 포트에 설치된 구획판을 도시하는, 도1의 화살표 "Ⅲ"의 방향으로부터 취해진 도면.

도4a는 흡기 포트를 형성하기 위해 사용되는 원통형 코어 샌드의 사시도.

도4b는 도4a에 도시된 코어 샌드의 부분 평면도.

도5a 및 도5b는 그 위에서 형성된 균열을 도시하는, 종래의 코어 샌드의 개략도.

도6a1, 도6a2 및 도6a3은 발명자에 의해 검토된 하나의 A안을 설명하는 개략도.

도6b1, 도6b2 및 도6b3은 발명자에 의해 검토된 다른 B안을 설명하는 개략도.

도7a1, 도7a2, 도7a3 및 도7b는 발명자에 의해 궁리된 안을 도시하는 개략 도.

도8a 내지 도8e는 도3과 유사하지만 본 발명에서 사용가능한 다양한 구획판을 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 실린더 헤드

2: 실린더

3: 흡기 포트

4: 배기 포트

5: 측벽면

6: 구획판

6a-1, 6a-2: 측방향 에지

6c-2, 6c-3: 돌출 단부

10: 코어 샌드

12: 코어 건목

본 발명은 대체적으로 내연 기관의 실린더 헤드 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 흡기 포트를 2개의 평행한 흡기 도관으로 구획하는 구획판을 그 흡기 포트에서 구비하는 타입의 실린더 헤드 및 이 실린더 헤드의 제조 방법에 관한 것 이다.

본 발명의 목적을 명확하게 하기 위하여, 상기 언급된 타입의 실린더 헤드들 중 하나는 하기에서 간략하게 설명되고, 이는 일본 특허공개 제2001-193469호에 도시된다.

즉, 상기 공개물에 의해 개시된 실린더 헤드는 내연 기관의 실린더로 도입되는 흡기의 텀블 유동을 강화시키도록 구성되는 흡기 포트를 구비한다. 이러한 텀블 유동 강화에 대하여, 상기 공개물은 흡기 포트를 한쌍의 평행한 흡기 도관으로 구획하도록 흡기 포트에 설치되는 구획판을 개시한다. 이 구획판은 삽입체로서 구획판을 이용하는 주조 기술을 통해 흡기 포트에 단단히 설치된다. 즉, 실린더 헤드의 주조 단계 전에, 구획판은 제조될 실린더 헤드의 흡기 포트를 성형하기 위해 사용되는 코어 샌드 내에 놓여진다. 사용되는 구획판은 실린더 헤드의 주조 단계에서 발생하는 것과 동일한 불가피한 열팽창에 의해 기인되는 구획판의 변형을 피하기 위하여 주름진 금속판이다.

이 공개물의 실린더 헤드를 조사한 후, 주름진 구획판은 흡기 포트의 반경 방향으로의 열팽창에 대해서는 충분한 흡수가 보여질 수 있지만, 흡기 포트의 축방향으로의 열팽창에 대해서는 만족할만한 흡수를 보이지 못함이 발견되었다. 이러한 축 방향으로의 불충분한 팽창 흡수는 실린더 헤드의 주조 단계에서 코어 샌드의 하류측부에서 균열을 야기하는 경향이 있고, 이에 따라 구획판의 하류측 에지 상에서의 바람직하지 못한 주물귀(casting fin)의 발생을 야기한다.

대개, 구획판의 하류측 에지는 흡기 포트의 깊숙한 구역에 위치된다. 잘 알 려진 바와 같이, 이러한 하류측 에지로부터 주물귀를 제거하는 것은 귀찮고 시간이 소요되는 일이다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 설명된 문제점들이 없는 내연 기관의 실린더 헤드 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 태양에 따르면, 그 내부에 흡기 포트를 형성하고 흡기 포트의 상류측 단부가 외부에 노출되는 측벽면을 구비하는, 금속의 주조 구조물과, 흡기 포트를 2개의 평행한 흡기 도관으로 구획하도록 흡기 포트내에 설치되고 흡기 포트의 내측벽에 끼워지는 측방향 에지를 구비하는 금속의 구획판으로 구성되는 내연 기관의 실린더 헤드가 제공되고, 이 구획판은 주 직선부와, 주 직선부의 양 단부 각각에 제공되는 2개의 돌출 단부를 포함하는 상류측 에지를 구비하고, 이 주 직선부는 측벽면에 대하여 내측에 위치되고 2개의 돌출 단부는 흡기 포트의 내측벽에 끼워지고 측벽면과 접하도록 기계가공되는 상류측 에지를 구비한다.

본 발명의 제2 태양에 따르면, 흡기 포트와, 흡기 포트의 상류측 단부가 외부에 노출되는 측벽면을 구비하는, 내연 기관의 주물 실린더 헤드를 제조하는 방법이 제공되며, 이 방법은 (a) 샌드 코어에 완전히 끼워진 주요부, 코어 샌드의 측방향 에지들로부터 돌출된 측방향 에지, 하류측 에지 및 주 직선부와 주 직선부의 양단부들에 제공되는 2개의 돌출 단부들을 포함하는 상류측 에지를 포함하는 구획판을 그 내부에 서 구비하는 샌드 코어를, 흡기 포트를 형성하기 위해 준비하는 단계와, (b) 주 직선부은 제조될 실린더 헤드의 측벽면의 내측에 위치되고, 2개의 돌출 단부들은 제조될 실린더 헤드의 측벽면으로부터 외향으로 돌출되는 방식으로 샌드 코어를 샌드 몰드에 설치하는 단계와, (c) 샌드 몰드에 의해 붙잡혀진 코어 건목에 대해 샌드 코어를 위치설정하는 단계와, (d) 용탕을 상기 샌드 코어에 주입하고, 상기 용탕이 응고된 후 샌드 몰드로부터 제조된 실린더 헤드로부터 제거하는 단계와, (e) 2개의 돌출 단부들의 상류측 에지들이 제조된 실린더 헤드의 측벽면과 접하도록 제조된 실린더 헤드에서의 상기 구획판의 상기 2개의 돌출 단부들을 잘라내는 단계를 포함한다.

하기에서, 본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.

이해를 용이하게 하도록, 우측, 좌측, 상부, 하부등과 같은 다양한 방향에 관한 용어가 다음 설명에서 사용된다. 하지만, 이러한 용어들은 단지 대응부가 도시되는 도면 또는 도면들에 대하여만 이해된다.

도1 내지 도3, 특히 도1을 참조하면, 본 발명이 실제로 적용되는 내연 기관의 실린더 헤드(1)가 도시된다.

실린더 헤드(1)는 주물용 알루미늄 합금으로 구성된다. 실린더 헤드(1)는 실린더의 상부를 형성하는 보어를 구비하고, 이에 따라 보어는 연소실의 일부를 구성한다. 실린더 헤드(1)는 그 하부 단부에서 실린더(2)의 내부에 연결되는 흡기 포트(3) 및 배기 포트(4)를 추가로 구비한다.

도2의 (A)로부터 알 수 있는 바와 같이, 흡기 포트(3)는 각각의 흡기 밸브(도시 안됨)를 통해 실린더(2)의 내부에 노출되는 2개의 분리된 하류측부와, 분리된 하류측부의 상류측부가 합체되는 합체 상류측부로 구성되는 소위 샴(siamese) 타입이다.

도3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 흡기 포트(3)의 합체 상류측부는 큰 측방향 치수와 작은 수직방향 치수를 갖는 타원형 단면을 갖는다. 타원형 상류측부는 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)에서 실린더 헤드(1)의 외측에 노출된다.

도1 및 도2의 (A)로부터 가장 잘 보여지는 바와 같이, 흡기 포트(3)의 합체 상류측부 내에, 흡기 포트를 상부 및 하부 평행 흡기 도관(3a, 3b)으로 구획하도록 상류측부에서 축방향으로 연장되는 대체로 사다리꼴형인 구획판(6)이 설치된다[도3 참조]. 구획판(6)은 알루미늄 합금, 스테인레스강등으로 제조된다. 구획판(6)이 알루미늄 합금으로 제조되면, 이는 실린더 헤드(1)용으로 사용되는 것보다 더 높은 강도를 가져야 한다.

도1에 도시되지는 않았지만, 하부 흡기 도관(3b)은 도관(3b)을 개폐하는 기능을 하는 텀블 제어 밸브를 구비한다. 즉, 텀블 제어 밸브가 상부 흡기 도관(3a)만을 개방하게 하는 하부 흡기 도관(3b)을 폐쇄하면, 흡기 포트(3)로 유입되는 공기의 텀블 유동이 강화된다. 이 강화된 텀블 공기 유동으로 인해, 엔진의 연료 소비율이 향상된다.

상기 설명된 공개물의 경우와 유사하게, 구획판(6)은 주조 기술을 통해 실린더 헤드(1)의 흡기 포트(3)에 단단히 설치된다. 즉, 실린더 헤드(1)를 제조하기 위해 샌드 몰드내로 용탕을 주입시키기 전에, 그 내부에 설치된 구획판(6)을 구비하는 원통형 코어 샌드(10)[도4a 및 도4b 참조]는 제조될 실린더 헤드(1)의 흡기 포트(3)를 형성하도록 성형되게 준비된다.

도4a 및 도4b에서 보여지는 바와 같이, 구획판(6)은 코어 샌드(10)의 소정의 위치에 설치된다. 보여지는 바와 같이, 설치시, 구획판(6)의 측방향 에지(6a-1 및 6a-2)는 외부에 노출되거나 코어 샌드의 측방향 에지로부터 돌출된다. 이에 따라, 실린더 헤드(1)의 주조를 완료한 후, 구획판(6)의 측방향 에지(6a, 6a)는 제조된 실린더 헤드(1)에 형성된 흡기 포트(3)의 원통형 내측면에 끼워넣어진다.

상기 설명된 방법에 따라, 구획판(6)은 실린더 헤드(1)의 흡기 포트(3)에 단단히 고정된다. 구획판(6)의 양 에지(6a-1, 6a-2)는 실린더 헤드(1)에 의해 단단히 고정되기 때문에, 구획판(6)의 두께는 구획판(6)이 지닌 공기 유동 저항에서의 감소를 낳는 충분히 작은 레벨, 예를 들어 1 내지 2 mm로 감소될 수 있다. 게다가, 양 에지 지지 안건을 채용함으로 인해, 구획판(6)은 실린더 헤드(1)의 알루미늄 합금과 다른 두랄루민, 스테인레스강 등과 같은 재료로 제조될 수 있다. 더 나아가, 구획판(6)이 실린더 헤드(1)에 연결되는 분리 부재를 준비할 필요가 없으므로, 실린더 헤드(1)의 비용 감소가 달성된다.

흡기 포트(3)가 형성되는 위치에서 제조된 실린더 헤드(1)의 단면도를 도시하는 도2의 (A)로부터 알 수 있는 바와 같이, 흡기 포트(3)에 설치된 사다리꼴형 구획판(6)은 주요부(참조 부호 없음), 상기 언급된 측방향 에지(6a-1, 6a-2), 긴 하류측 에지(6b) 및 짧은 상류측 에지(6c)로 구성된다.

도시된 바와 같이, 짧은 상류측 에지(6c)는 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)에 대해 내측에 위치되는 주 직선부(6c-1)와, 측벽면(5)에 대해 외측에 위치되는 2개 의 돌출 단부(6c-2, 6c-3)로 구성된다. 다시 말해, 주 직선부(6c-1)는 레퍼런스 S1에 의해 지시되는 범위내에 위치되고, 돌출 단부(6c-2, 6c-3)는 레퍼런스 S2에 의해 지시되는 범위 내에 위치된다.

도2의 (A)의 옆에 제공된 원형 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 돌출 단부(6c-2, 6c-3)는 모따기되거나 또는 라운드된 모서리부를 각각 구비한다.

도2의 (B)로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서는, 돌출 단부(6c-2, 6c-3)는 제조된 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)과 접하게 되도록 이후에 잘려지거나 기계가공된다.

하기에서는, 실린더 헤드(1)에서의 상기 설명된 구획판(6)의 배치를 채택하는 이유가 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.

도5a로부터 알 수 있는 바와 같이, 그 내부에 설치된 구획판(6)을 구비하는 코어 샌드(10)가 실린더 헤드(1)를 제조하기 위한 주조 상태에 놓여지면, 코어 샌드(10)와 구획판(6) 사이의 열팽창 차이로 인해, 코어 샌드(10)는 균열(W)을 갖게 된다. 사실상, 구획판(6)은 코어 샌드(10)보다 더 높은 열팽창을 갖는다. 이러한 균열(W)이 발생하면, 용탕(즉, 용융된 알루미늄 합금)은 균열(W)내로 침투하고, 이에 따라 주조를 완료한 후, 주물귀는 구획판(6)의 하류측 에지(6b) 상에 남겨진다.

이론적으로는, 코어 샌드(10)의 이러한 균열(W)은 축방향으로 구획판(6)의 양 에지(6b 및 6c)에서 발생하는 것이 예상된다. 하지만, 제조될 실린더에 근접하여 위치되는 코어 샌드(10)의 하류측부는 작은 단면을 갖고, 제조될 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)에 근접하여 위치되는 코어 샌드(10)의 상류측부는 큰 단면을 구비하고 코어 건목(12)에 의해 지지되므로, 이러한 균열(W)은 하류측부에서 대개 발생한다.

이와 같이 제조된 실린더 헤드(1)의 흡기 포트(3)에서, 구획판(6)의 하류측 에지(6b) 상에 형성된 주물귀는 흡기 포트(3)의 흡입 성능에 지대한 영향을 미친다. 물론, 이 문제점은 주물귀를 잘라내거나 또는 제거함으로써 해결될 수 있다. 지만, 도1을 참조하여 쉽게 이해되는 바와 같이, 구획판(6)의 하류측 에지(6b)는 흡기 포트(3)의 내측에 위치되므로, 하류측 에지(6b)로부터 이러한 주물귀를 절결하는 것은 매우 어렵고 적어도 귀찮은 일이다.

도5b로부터 알 수 있는 바와 같이, 코어 샌드(10)의 상류측부가 작은 단면을 구비하도록 코어 건목(12)이 절단부(12a)를 구비하게 구성되면, 이러한 균열(W)은 상류측부에서 발생할 수 있다. 도5b로부터 알 수 있는 바와 같이, 균열(W)이 상류측부에서 발생하면, 주물귀는 구획판(6)의 상류측 에지(6c)에서 발생할 가능성이 있다. 도1로부터 쉽게 이해되는 바와 같이, 에지(6c)는 제조된 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)의 외측에 노출되기 때문에, 상류측 에지(6c)로부터 이러한 주물귀를 절단하거나 제거하는 작업은 하류측 에지(6b) 상에 형성된 주물귀와 비교하면 매우 쉽다.

상기 설명된 점들을 고려하여, 다음의 2개의 A안 및 B안은 발명자에 의해 착안되었고, 이는 도6a1 내지 도6b3에 도시된다.

A안(도6a1, 도6a2 및 도6a3 참조)

도6a1로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 안에서는, 샌드 몰드 내로 용탕을 주 입시키기 전에, 코어 샌드(10)는 코어 샌드(10)의 구획판(6)의 상류측 에지(6c)가 제조될 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)으로부터 외향 돌출되는 소정의 위치에 설치되고, 도6a2로부터 알 수 있는 바와 같이, 돌출된 상류측 에지(6c)는 코어 샌드(10)의 상류측부가 균열을 갖게 구성되어 온 코어 건목(12)에 의해 지지된다. 이에 따라, 이 안에서는, 상기 설명된 바와 같은 이유로 인해, 도6a3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 주물귀는 구획판(6)의 상류측 에지(6c) 상에 형성된다. 하지만, 이러한 주물귀의 제거는 매우 쉽다. 실제로, 주물귀를 제거하는 작업은 제조된 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)을 마무리 작업하기 위한 작업과 함께 행해진다.

하지만, 이 안은 다음과 같은 단점을 갖는 경향이 있다.

먼저, 구획판(6)의 외향 돌출 상류측 에지(6c)는 제조된 실린더 헤드(1)의 흡기 포트(3)에서 직경 방향으로 연장되는 얇은 구조물을 구비하므로, 상류측 에지(6c)로부터 이러한 주물귀를 제거하는 작업은 구획판(6)을 변형시키는 경향이 있다. 실제적으로, 주물귀를 제거하는 동안, 외향 돌출 상류측 에지(6c)에 상당한 힘이 가해진다. 특히, 샴 타입의 흡기 포트(3)를 제조하기 위해 사용되는 코어 샌드(10)에 설치된 구획판(6)에서, 그 폭은 불가피하게 커지게 된다. 이 경우에, 고정된 측면 에지(6a-1, 6a-2)[도2 참조]에 의해 구획판(6)의 중앙부를 지지하는 것은 부족하게 되고, 이는 구획판(6)의 변형 가능성을 증가시킨다. 물론, 구획판(6)의 이러한 변형은 흡기 포트(3)의 공기 흡입 성능에 지대한 영향을 미친다. 더 나아가, 주물귀를 제거하는 작업은 바람직하지 못한 소음을 발생시키면서 행해진다.

B안 (도6b1, 도 6b2 및 도6b3)

이 안에서는, 도6b1로부터 알 수 있는 바와 같이, 샌드 몰드 내로 용탕을 주입시키기 전에, 코어 샌드(10)는 코어 샌드(10)의 구획판(6)의 상류측 에지(6c)가 형성될 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)의 내부에 위치되는 소정의 위치에 설치되고, 코어 샌드(10)의 상류측 단부만이 샌드 코어(10)의 상류측부가 균열을 유발하도록 구성되어 온 코어 건목(12)에 의해 지지된다.

하지만, 이 안은 다음과 같은 단점을 갖는 경향이 있다.

도6b3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제조된 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)의 내부 또는 측벽면(5)의 후방에 위치되는 구획판(6)의 상류측 에지(6c) 상에 플러시(flush)가 발생한다. 이는 구획판(6)으로부터 주물귀를 제거하는 작업이 제조된 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)을 마무리 작업하기 위한 작업과는 별개로 행해져야 함을 의미한다. 물론, 2가지 종류의 마무리 작업을 사용하는 것은 실린더 헤드(1)가 제조될 때 귀찮고 시간이 많이 소요되는 노동을 유발시킨다. 이와 관련하여, B안은 종래의 안과 다르지 않다.

A안 또는 B안에서, 샌드 몰드 내로 용탕을 주입시키기 전에, 구획판(6)의 상류측 에지(6c)가 형성될 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)과 접하는 위치에 코어 샌드(10)가 설치되면, 제조된 실린더 헤드(1)의 대략 50 %는 구획판(6)의 상류측 에지(6c) 상에서 주물귀가 발생할 수 있다. 이 경우에, 제조된 실린더 헤드(1)를 주물귀 제거 공정이 필요하지 않은 OK-그룹과 주물귀 제거 공정이 필요한 NO-그룹으로 분류하는 점검 작업이 추가로 필요하다. 이 추가적인 점검 작업은 귀찮고 시간이 소요되는 일이다.

본 발명의 안 (도7a1, 도7a2 및 도7a3)

상기 언급된 점들을 고려하여, 다음과 같은 독특한 안이 발명자에 의해 발견되어 졌고, 이는 도7a1, 도7a2 및 도7a3에 도시된다.

본 발명에서, 구획판(6)은 도2의 (A)를 참조하여 상기에서 설명한 것과 같은 형상을 구비한다. 즉, 도2의 (A)로부터 이해되는 바와 같이, 구획판(6)은 주요부(참조 부호 없음), 측방향 에지(6a-1, 6a-2), 긴 하류측 에지(6b) 및 짧은 상류측 에지(6c)로 구성된다. 짧은 상류측 에지(6c)는 주 직선부(6c-1)와 2개의 돌출 단부(6c-2 및 6c-3)로 구성된다.

본 발명에서, 다음의 제조 단계가 실린더 헤드(1)를 제조하는데 취해진다.

먼저, 그 내부에 정확하게 설치된 구획판(6)을 구비한 원통형 코어 샌드(10)가 준비되고, 이는 도4a 및 도4b에 도시된다. 이후, 도7a1로부터 이해되는 바와 같이, 코어 샌드(10)는 샌드 몰드내에 설치되고, 구획판(6)의 짧은 상류측 에지(6c)의 주 직선부(6c-1)가 제조될 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)의 내부에 위치되고, 짧은 상류측 에지(6c)의 2개의 돌출 단부(6c-2, 6c-3)가 제조될 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)으로부터 외향 돌출되는 방식으로 위치설정된다. 코어 샌드(10)의 상류측부는 구획판(6)의 상류측 에지(6c)와 함께 코어 건목(12)에 의해 지지된다. 이후, 용탕(즉, 용융된 알루미늄 합금)이 샌드 몰드 내로 주입된다. 이에 따라, 코어 샌드(10), 구획판(6) 및 코어 건목(12)이 상당히 가열된다. 구획판(6)의 돌출 단부(6c-2, 6c-3)를 제공함으로 인해, 균열(W)은, 도7a2로부터 알 수 있는 바와 같이, 돌출 단부(6c-2, 6c-3)에 인접하는 위치에서 코어 건목(12)에 발 생하는 경향이 있다. 용탕의 응고 후, 제조된 실린더 헤드(1)는 샌드 몰드로부터 제거된다. 상기 설명된 이유로, 제조된 실린더 헤드(1)는 도2의 (A)에 도시된 바와 같은 구조를 구비한다. 특히, 도7a3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 구획판(6)의 돌출 단부(6c-2, 6c-3)는 그 상에 형성된 주물귀를 갖는다.

도7a3 및 도2의 (A)로부터 알 수 있는 바와 같이, 흡기 포트(3)에 설치된 구획판(6)의 돌출 단부(6c-2, 6c-3)는 제조된 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)의 외측에 위치되거나 또는 제조된 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)으로부터 외향으로 돌출된다는 것이 주목할만하다.

이에 따라, 그 상에 주물귀를 구비하는 돌출 단부(6c-2, 6c-3)를 제거하는 작업은 용이하게 실행된다. 이 제거 작업에 의해, 2개의 돌출 단부(6c-2, 6c-3)의 상류측 에지는 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)과 접하게 된다. 상기 설명된 바와 같이, 주물귀[즉, 2개의 돌출 단부(6c-2, 6c-3)]를 제거하는 작업은 제조된 실린더 헤드(1)의 측벽면(5)의 마무리 작업과 함께 실행될 수 있다. 즉, 이러한 작업들은 통상의 기계가공 공구를 사용함으로써 동시에 실행될 수 있다.

더 나아가, 도2의 (A) 및 도2의 (B)로부터 알 수 있는 바와 같이, 소형인 2개의 돌출 단부(6c-2, 6c-3)는 실린더 헤드(1)에 의해 단단히 유지되므로, 2개의 돌출 단부(6c-2, 6c-3)를 제거하는 작업은 구획판(6)의 주요부에 상당한 힘을 가하지 않고 안전하게 실행될 수 있다. 이에 따라, 구획판(6)의 바람직하지 않은 변형이 억제된다.

돌출 단부(6c-2, 6c-3)의 모서리부는 모따기되거나 라운드되므로, 2개의 돌 출 단부(6c-2, 6c-3)를 제거하는 작업은 원활하게 행해진다. 즉, 이러한 작업에 의해 발생되는 바람직하지 못한 버어(burr)의 발생이 회피된다.

도8a를 참조하면, 본 발명에서 사용가능한 다른 구획판(6)이 도시되며, 그 측방향 에지(6a-1, 6a-2)는 직각으로 절곡된다. 이러한 절곡된 에지로 인해, 측방향 에지(6a-1, 6a-2)는 실린더 헤드(1)에 강력하게 부착된다.

도8b 내지 도8e를 참조하면, 본 발명에서 또한 사용가능한 다른 구획판(6)이 도시된다. 도시된 바와 같이, 이들 도면의 구획판(6)은 적어도 하나의 만곡부 또는 절곡부를 구비한다.

즉, 도8b의 구획판(6)은 라운드부를 구비하고, 도8c의 구획판(6)은 날까로운 상승부를 구비하고, 도8d의 구획판(6)은 2개의 날카로운 상승부를 구비하며, 도8e의 구획판(6)은 하강부를 구비한다. 이러한 만곡부, 절곡부 또는 하강부가 제공됨에 따라, 측방향으로의 구획판(6)의 열팽창은 적절하게 흡수될 수 있다.

도8b 내지 도8e의 이러한 모든 구획판(6)에서, 그 만곡부 또는 절곡부는 종방향이 축이 흡기 포트(3)의 축을 따라 연장되게 배향된다는 것은 주목할만하다.

2002년 12월 20일 출원된 일본 특허 출원 제2002-370766호의 전체 내용은 레퍼런스로 본문에 합체된다.

본 발명은 본 발명의 실시예를 참조하여 상기 설명될지라도, 본 발명은 상기 설명된 실시예들에 한정되지 않는다. 이러한 실시예의 다양한 변형예들 및 수정예들은 상기 설명을 기초하여 본 기술 분야의 당업자에 의해 수행될 수 있다.

본 발명은 주물귀를 용이하게 제거할 수 있고, 주물귀를 제거하는 작업 중에 구획판이 변형되는 일을 억제할 수 있으며, 이러한 작업에 의해 발생되는 바람직하지 못한 버어(burr)의 발생이 회피되는 효과가 있다.

Claims

내부에 흡기 포트가 형성되고, 상기 흡기 포트의 상류측 단부가 외부에 노출되는 측벽면을 구비하는 금속으로 주조된 구조물과,

상기 흡기 포트를 2개의 평행한 흡기 도관으로 구획하도록 상기 흡기 포트에 설치되고 상기 흡기 포트의 내측벽 내에 끼워넣어진 측방향 에지를 구비하는 금속 구획판을 포함하고,

상기 구획판은 주 직선부와, 상기 주 직선부의 양 단부 각각에 제공되는 2개의 돌출 단부들을 포함하는 상류측 에지를 구비하고,

상기 주 직선부는 상기 측벽면에 대해 내측에 위치되고, 상기 2개의 돌출 단부들은 상기 흡기 포트의 내측벽 내에 끼워지고 상기 측벽면과 접하게 기계가공되는 상류측 에지들을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 실린더 헤드.
제1항에 있어서, 상기 2개의 돌출 단부들의 상류측 에지들은 상기 측벽면으로부터 외향으로 돌출되는 2개의 돌출 단부들의 부분들을 절단함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 실린더 헤드.
제1항에 있어서, 상기 2개의 돌출 단부들은 모따기되거나 또는 라운드된 부분들을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 실린더 헤드.
제1항에 있어서, 상기 구획판은 삽입체로서 구획판을 사용하는 주조 기술을 통해 상기 흡기 포트내에 설치되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 실린더 헤드.
제1항에 있어서, 상기 구획판은 1 mm 내지 2 mm의 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 실린더 헤드.
제1항에 있어서, 상기 구획판은 두랄루민, 스테인레스강 또는 알루미늄 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 실린더 헤드.
제1항에 있어서, 상기 구획판의 측방향 에지들은 상기 구획판의 주요부에 대해 절곡되는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 실린더 헤드.
제1항에 있어서, 상기 구획판은 그 종방향 축이 상기 흡기 포트의 축을 따라 연장되도록 배향되는 만곡 또는 절곡된 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 내연 기관의 실린더 헤드.
흡기 포트와, 상기 흡기 포트의 상류측 단부가 외부에 노출되는 측벽면을 구비하는 내연 기관의 주물 실린더 헤드를 제조하는 방법이며,

(a) 샌드 코어에 완전히 끼워진 주요부, 상기 샌드 코어의 측방향 에지로부터 돌출된 측방향 에지, 하류측 에지 및 주 직선부와 상기 주 직선부의 양단부들에 제공되는 2개의 돌출 단부들을 포함하는 상류측 에지를 포함하는 구획판을 그 내부에 구비하는 샌드 코어를, 상기 흡기 포트를 형성하기 위해 준비하는 단계와,

(b) 상기 주 직선부는 제조될 실린더 헤드의 상기 측벽면의 내측에 위치되고, 상기 2개의 돌출 단부들은 제조될 실린더 헤드의 상기 측벽면으로부터 외향으로 돌출되는 방식으로 상기 샌드 코어를 샌드 몰드에 설치하는 단계와,

(c) 상기 샌드 몰드에 의해 보유된 코어 건목에 대해 상기 샌드 코어를 위치설정하는 단계와,

(d) 용탕을 상기 샌드 코어에 주입하고, 상기 용탕이 응고된 후 상기 샌드 몰드로부터 제조된 실린더 헤드를 제거하는 단계와,

(e) 상기 2개의 돌출 단부들의 상류측 에지들이 상기 제조된 실린더 헤드의 상기 측벽면과 접하도록, 상기 제조된 실린더 헤드에서의 상기 구획판의 상기 2개의 돌출 단부들을 잘라내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 단계(a)에서의 상기 구획판의 상기 측방향 에지들은 상기 주요부에 대해 절곡되는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 단계(a)에서의 상기 구획판의 상기 2개의 돌출 단부들은 모따기되거나 또는 라운드된 부분들을 구비한 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 단계(a)에서의 상기 구획판은 그 종방향 축이 상기 구 획판의 종방향 축을 따라 연장되게 배향되는 적어도 만곡되거나 또는 절곡된 부분을 구비한 것을 특징으로 하는 방법.