氣缸蓋和氣缸蓋的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在形成有經(jīng)過進(jìn)氣門插入孔周圍的冷卻水流路的氣缸蓋中，能容易進(jìn)行冷卻水流路的檢查的氣缸蓋。還提供抑制鑄造缺陷的發(fā)生且冷卻效率優(yōu)異的氣缸蓋制造方法。氣缸蓋(101)的鑄造所用的冷卻水流路用型芯(40)具備：型芯主體(41)，用于得到經(jīng)過多個進(jìn)氣門插入孔(7)周圍的流路；和芯頭(46)，在型芯主體(41)的位于相鄰2個燃燒室之間的部位與型芯主體(41)構(gòu)成為一體，并在鑄模制作工序中與外形鑄模接觸。當(dāng)將冷卻水流路用型芯(40)配置于外形鑄模內(nèi)來鑄造時，可制造出具有從冷卻水流路(20)向外面開口的開口部(30)的氣缸蓋(101)。在開口部(30)在出砂和/或檢查后由密封栓(32)封閉。
【專利說明】
氣缸蓋和氣缸蓋的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋和氣缸蓋的制造方法，詳細(xì)而言，涉及在內(nèi)部具備供冷卻水流動的流路的氣缸蓋和該氣缸蓋的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋形成有供冷卻水流動的流路。在專利文獻(xiàn)I中公開了如下內(nèi)容:為了充分冷卻進(jìn)氣口內(nèi)的空氣，將供冷卻氣缸蓋內(nèi)的進(jìn)氣口周邊的冷卻水循環(huán)的第I冷卻水回路，與供冷卻氣缸體和氣缸蓋內(nèi)的排氣口周邊的冷卻水循環(huán)的第2冷卻水回路獨立設(shè)置。
[0003]第I冷卻水回路包括形成于氣缸蓋內(nèi)的進(jìn)氣口冷卻水通路。進(jìn)氣口冷卻水通路，其一端連接于在氣缸蓋的寬度方向的端面設(shè)置的冷卻水導(dǎo)入部，從冷卻水導(dǎo)入部經(jīng)過進(jìn)氣口的周圍，另一端連接于在氣缸蓋的長度方向的端面設(shè)置的冷卻水導(dǎo)出部。通過這樣的氣缸蓋的冷卻水通路的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑦M(jìn)氣口的周圍與其他部位獨立冷卻。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2013 —133746號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的問題
[0008]然而，作為氣缸蓋的制造方法，一般是通過使用了型芯的鑄造成型來進(jìn)行制造的方法。如上述現(xiàn)有技術(shù)那樣，在形成有對進(jìn)氣口的周圍獨立地進(jìn)行冷卻的冷卻水通路的氣缸蓋中，是在鑄模的內(nèi)部配置被成型為冷卻水通路形狀的型芯之后進(jìn)行鑄造成型。在此，用于形成在進(jìn)氣口周圍中的進(jìn)氣門插入孔周圍經(jīng)過的冷卻水通路的型芯，由于其構(gòu)造上的限制，多形成為細(xì)長錯綜的形狀。如果是這樣的冷卻水通路的形狀，則在鑄造時存在發(fā)生型芯位置偏離和/或翹起的隱患。于是，為了應(yīng)對這樣的因鑄造缺陷所致的冷卻水通路的位置偏離的發(fā)生，考慮預(yù)先確保使冷卻水通路與相鄰的其他空間的間隙具有余裕的對策，但該對策存在冷卻效率降低的問題。
[0009]另外，在使用了上述的細(xì)長錯綜形狀的型芯的鑄造中，存在如下問題:容易發(fā)生因型芯的余砂而導(dǎo)致的流路閉塞和/或因鑄造時的氣體滯留所導(dǎo)致的鑄造缺陷，而且難以實施冷卻水通路的檢查。
[0010]本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，目的在于提供一種用于制造氣缸蓋的方法，其是在制造形成有在進(jìn)氣門插入孔周圍經(jīng)過的冷卻水通路的氣缸蓋的情況下抑制鑄造缺陷的發(fā)生，制造冷卻效率優(yōu)異的氣缸蓋的方法。
[0011]另外，本發(fā)明的目的在于提供一種氣缸蓋，其是在形成有在進(jìn)氣門插入孔周圍經(jīng)過的冷卻水通路的氣缸蓋中，能夠容易進(jìn)行冷卻水通路的檢查的氣缸蓋。
[0012]用于解決問題的手段
[0013]為了實現(xiàn)上述目的，第I發(fā)明的多氣缸發(fā)動機(jī)用的氣缸蓋，具備:
[0014]多個燃燒室，其被設(shè)置成沿所述氣缸蓋的長度方向排列；
[0015]多個進(jìn)氣門插入孔，是針對所述多個燃燒室的每一個設(shè)置的多個進(jìn)氣門插入孔；以及
[0016]冷卻水流路，其在所述多個進(jìn)氣門插入孔的周圍通過，并沿長度方向延伸，
[0017]所述氣缸蓋構(gòu)成為，在相鄰2個燃燒室之間的與長度方向垂直的截面中的至少I個截面中，包括從所述冷卻水流路向所述氣缸蓋的與氣缸體對合面相反一側(cè)的面開口的開口部。
[0018]第2發(fā)明是在第I發(fā)明中，
[0019]所述開口部由密封栓封閉。
[0020]第3發(fā)明是在第2發(fā)明中，
[0021]所述密封栓為不向所述冷卻水流路內(nèi)突出地將所述開口部封閉的構(gòu)造。
[0022]第4發(fā)明是在第I至第3中任一項的發(fā)明中，
[0023]所述冷卻水流路包括包圍所述進(jìn)氣門插入孔的周圍的環(huán)狀路和將相鄰2個環(huán)狀路連結(jié)的連結(jié)路。
[0024]為了達(dá)到上述目的，第5發(fā)明的多氣缸發(fā)動機(jī)用的氣缸蓋的制造方法，包括:鑄模制作工序，在用于得到氣缸蓋的外形面的外形鑄模的內(nèi)部配置用于得到冷卻水流路的冷卻水流路用型芯來制作鑄模;鑄液注入工序，將熔融的鑄液注入所述鑄模；以及出砂工序，破壞所述鑄模來將鑄件取出，所述氣缸蓋的制造方法的特征在于，
[0025]所述冷卻水流路用型芯由型芯主體和芯頭構(gòu)成，
[0026]所述型芯主體用于得到冷卻水流路，所述冷卻水流路在多個進(jìn)氣門插入孔的周圍通過，并沿長度方向延伸，所述多個進(jìn)氣門插入孔是針對被設(shè)置成沿所述氣缸蓋的長度方向排列的多個燃燒室的每一個而形成的多個進(jìn)氣門插入孔，
[0027]所述芯頭在所述型芯主體的位于相鄰2個燃燒室之間的部位，與所述型芯主體構(gòu)成為一體，在所述鑄模制作工序中與所述外形鑄模接觸。
[0028]第6發(fā)明是在第5發(fā)明中，
[0029]所述芯頭構(gòu)成為，在所述鑄模制作工序中，與所述外形鑄模中的用于得到所述氣缸蓋的同氣缸體對合面相反一側(cè)的面的面接觸。
[0030]第7發(fā)明是在第5或第6發(fā)明中，
[0031]所述芯頭配置在使得該芯頭的重心位置位于所述型芯主體的長度方向重心軸上的位置。
[0032]第8發(fā)明是在第5至第7中任一項的發(fā)明中，
[0033 ]還包括封閉工序，利用密封栓將通過所述鑄液注入工序而從所述芯頭轉(zhuǎn)印形成的開口部封閉。
[0034]第9發(fā)明是在第5至第8中任一項的發(fā)明中，
[0035]在所述出砂工序中，從通過所述鑄液注入工序而從所述芯頭轉(zhuǎn)印形成的開口部進(jìn)行出砂。
[0036]第10發(fā)明是在第5至第9中任一項的發(fā)明中，
[0037]所述冷卻水流路用型芯具備從長度方向的兩端延伸的型芯支撐件，
[0038]在所述鑄模制作工序中，將所述型芯支撐件配置成與所述外形鑄模的長度方向的兩端面接觸。
[0039]發(fā)明效果
[0040]根據(jù)第I發(fā)明，在冷卻水流路的途中設(shè)置向氣缸蓋的與氣缸體對合面?zhèn)认喾匆粋?cè)的面開口的開口部。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠從該開口部進(jìn)行冷卻水流路內(nèi)部的閉塞檢查等，因此能夠防止因制造時的缺陷所導(dǎo)致的冷卻效率降低。
[0041]根據(jù)第2發(fā)明，冷卻水流路的開口部由密封栓封閉。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠在冷卻水流路檢查后將該開口部可靠地封閉來防止冷卻水泄漏。
[0042]根據(jù)第3發(fā)明，密封栓是不向冷卻水流路內(nèi)突出而將開口部封閉的構(gòu)造，因此能夠不妨礙冷卻水流路內(nèi)的冷卻水流動地將開口部封閉。
[0043]根據(jù)第4發(fā)明，冷卻水流路構(gòu)成為包括包圍進(jìn)氣門插入孔的周圍的環(huán)狀路和將相鄰2個環(huán)狀路連結(jié)的連結(jié)路。關(guān)于環(huán)狀路上的閉塞缺陷有無，無法通過從冷卻水流路的入口施加壓力來檢查流路閉塞的方法檢測。而根據(jù)本發(fā)明，對于這樣的環(huán)狀路，也能從開口部進(jìn)行檢查。
[0044]根據(jù)第5發(fā)明，用于得到冷卻水流路的冷卻水流路用型芯包括型芯主體和芯頭，所述型芯主體用于得到在進(jìn)氣門插入孔的周圍通過并沿長度方向延伸的冷卻水流路，所述芯頭在型芯主體的位于相鄰2個燃燒室之間的部位與型芯主體構(gòu)成為一體，在鑄模制作工序中與外形鑄模接觸。根據(jù)這樣的芯頭的結(jié)構(gòu)，可抑制在鑄液注入工序中發(fā)生冷卻水流路用型芯的翹起和/或位置偏離，因此可抑制由冷卻水流路用型芯的位置偏離所導(dǎo)致的鑄造缺陷而抑制冷卻效率降低。
[0045]根據(jù)第6發(fā)明，當(dāng)在外形鑄模的內(nèi)部配置冷卻水流路用型芯時，配置成芯頭與用于得到氣缸蓋的與氣缸體對合面相反一側(cè)的面的外形鑄模的面接觸。因此，根據(jù)本發(fā)明，在鑄造時從冷卻水流路用型芯產(chǎn)生的氣體不會滯留在該冷卻水流路用型芯的部位而是經(jīng)由芯頭向外形鑄模脫離，因此能夠有效抑制因氣體殘留導(dǎo)致的鑄造缺陷。
[0046]根據(jù)第7發(fā)明，芯頭被配置成使得該芯頭的重心位置位于型芯主體的長度方向重心軸上。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠防止冷卻水流路用型芯因鑄液的浮力而旋轉(zhuǎn)，能夠有效抑制冷卻水流路用型芯的位置偏離。
[0047]根據(jù)第8發(fā)明，能夠利用密封栓將在鑄造工序中從芯頭轉(zhuǎn)印形成的開口部可靠地封閉。
[0048]根據(jù)第9發(fā)明，由于通過鑄液注入工序而從芯頭轉(zhuǎn)印形成的開口部向氣缸蓋的外面開口，因此能夠高效率地從該開口部進(jìn)行出砂。
[0049]根據(jù)第10發(fā)明，冷卻水流路用型芯具有從長度方向的兩端延伸的型芯支撐件，且在將型芯配置于鑄模的內(nèi)部時，該型芯支撐件被保持于外形鑄模的長度方向的兩端面。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠防止冷卻水流路用型芯的位置偏離，并通過型芯支撐件在氣缸蓋的長度方向的端面形成冷卻水流路的入口和出口。
【附圖說明】
[0050]圖1是本發(fā)明的實施方式I的氣缸蓋的俯視圖。
[0051]圖2是透視描繪本發(fā)明的實施方式I的氣缸蓋的進(jìn)氣口和冷卻水流路的立體圖。
[0052]圖3是示出本發(fā)明的實施方式I的氣缸蓋的經(jīng)過相鄰2個燃燒室之間的與長度方向垂直的剖面、即圖1的A—A剖面的剖面圖。
[0053]圖4是用于說明封閉本發(fā)明的實施方式I的開口部的密封栓的結(jié)構(gòu)的圖。
[0054]圖5是示出本發(fā)明的實施方式I的開口部被密封栓封閉了的狀態(tài)下的、氣缸蓋的經(jīng)過相鄰2個燃燒室之間的與長度方向垂直的剖面、即圖1的A—A剖面的剖面圖。
[0055]圖6是表示本發(fā)明的實施方式I的密封栓的形狀的其他例的圖。
[0056]圖7是從氣缸蓋側(cè)面?zhèn)扔^察用于得到本發(fā)明的實施方式I的冷卻水流路的的冷卻水流路用型芯的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0057]圖8是從氣缸蓋中央側(cè)觀察用于得到本發(fā)明的實施方式I的冷卻水流路的冷卻水流路用型芯的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0058]圖9是用于說明將本發(fā)明的實施方式I的冷卻水流路用型芯組裝入外形鑄模的情況的圖。
[0059]圖10是透視描繪作為本發(fā)明的實施方式I的變形例的氣缸蓋的進(jìn)氣口和冷卻水流路的立體圖。
[0060]圖11是透視描繪作為本發(fā)明的實施方式I的其他變形例的氣缸蓋的進(jìn)氣口及冷卻水流路的立體圖。
[0061 ]附圖標(biāo)記說明
[0062]LI冷卻水流路用型芯的重心軸
[0063]Ia氣缸體對合面
[0064]Ib蓋罩安裝面
[0065]Ic前端面
[0066]Id后端面
[0067]2 進(jìn)氣口
[0068]2a進(jìn)氣口上表面
[0069]3 排氣口
[0070]5進(jìn)氣側(cè)氣門機(jī)構(gòu)室
[0071]6排氣側(cè)氣門機(jī)構(gòu)室
[0072]7進(jìn)氣門插入孔
[0073]8排氣門插入孔
[0074]9氣門導(dǎo)管
[0075]13、14蓋螺栓插入孔
[0076]20、60、70冷卻水流路
[0077]21內(nèi)側(cè)流路
[0078]22外側(cè)流路
[0079]23第二連結(jié)路
[0080]24第一連結(jié)路
[0081]25入口流路
[0082]26出口流路
[0083]27 第一孔
[0084]28 第二孔
[0085]30 開口部
[0086]32、36 密封栓
[0087]34平面部
[0088]40冷卻水流路用型芯
[0089]41型芯主體
[0090]46 芯頭[0091 ]47 端面
[0092]50外形鑄模
[0093]51接觸面
[0094]101氣缸蓋
【具體實施方式】
[0095]參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。其中，以下所示的實施方式例示了用于將本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思具體化的裝置、方法，除了特別明示的情況之外，并不意圖將構(gòu)成部件的構(gòu)造、配置、處理的順序等限定為下述方式。本發(fā)明不限于以下所示的實施方式，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)可加以各種變形來實施。
[0096]實施方式1.
[0097]以下，使用附圖對本發(fā)明的實施方式I進(jìn)行說明。作為實施方式I的前提，是發(fā)動機(jī)為火花點火式的水冷式直列4缸發(fā)動機(jī)。另外，用于冷卻發(fā)動機(jī)的冷卻水，通過循環(huán)系統(tǒng)而在發(fā)動機(jī)與散熱器之間循環(huán)。發(fā)動機(jī)具備氣缸體和介有襯墊而安裝于氣缸體上的氣缸蓋。向氣缸體和氣缸蓋雙方進(jìn)行冷卻水的供給。循環(huán)系統(tǒng)是獨立的閉環(huán)，具備散熱器和水栗。但是，在將本發(fā)明應(yīng)用于發(fā)動機(jī)時，只要是多氣缸發(fā)動機(jī)即可，對于發(fā)動機(jī)的氣缸數(shù)、氣缸配置以及發(fā)動機(jī)的點火方式并沒有限定。另外，循環(huán)系統(tǒng)也可以構(gòu)成為具備多個獨立的閉環(huán)的多系統(tǒng)的循環(huán)系統(tǒng)。
[0098]<實施方式I的氣缸蓋的基本結(jié)構(gòu)>
[0099]以下，參照圖1至圖4，對實施方式I的氣缸蓋101的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。使用氣缸蓋1I的俯視圖和剖面圖來進(jìn)行說明。在氣缸蓋1I形成有4氣缸的4個進(jìn)氣口 2 O此外，在本說明書中，此后只要未特別限定，假定氣缸蓋101相對于氣缸體位于其鉛垂方向上側(cè)，以對各要素間的位置關(guān)系進(jìn)行說明。該假定僅是為了便于說明而設(shè)定的，并不意味著由該假定對本發(fā)明的氣缸蓋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行任何限定。對于氣缸蓋101的結(jié)構(gòu)中的冷卻水流路的結(jié)構(gòu)，將在后面詳細(xì)說明。
[0100]《以俯視圖觀察而得到的氣缸蓋的基本結(jié)構(gòu)》
[0101]圖1是實施方式I的氣缸蓋101的俯視圖。詳細(xì)而言，是從安裝蓋罩的蓋罩安裝面Ib側(cè)觀察氣缸蓋101而得到的俯視圖。因而，在圖1中，看不到成為背面的氣缸體對合面la。此夕卜，在本說明書中，將曲軸的軸向定義為氣缸蓋101的長度方向，將與長度方向正交且與氣缸蓋1I的氣缸體對合面I a平行的方向定義為氣缸蓋1I的寬度方向。另外，將長度方向的端面lc、ld中的曲軸的輸出端一側(cè)的端面Id稱為后端面，將其相反一側(cè)的端面Ic稱為前端面。另外，氣缸體對合面Ia定義為在將氣缸蓋101組裝到氣缸體時、與氣缸體的各氣缸的中心軸垂直的平面。
[0?02]實施方式I的氣缸蓋101，是火花點火式的直列4缸發(fā)動機(jī)的氣缸蓋。雖然圖1未不出，在氣缸蓋101的下表面(氣缸體的對合面Ia)，沿長度方向直列地等間隔排列形成有4氣缸的4個燃燒室。在氣缸蓋101，針對各燃燒室形成有火花塞插入孔12。
[0103]進(jìn)氣口 2和排氣口 3在氣缸蓋101的側(cè)面開口。詳細(xì)而言，從前端面Ic一側(cè)觀察，進(jìn)氣口2在氣缸蓋101的右側(cè)面開□，排氣口3在左側(cè)面開口。此后，在本說明書中，將從前端面Ic 一側(cè)觀察氣缸蓋101時位于右側(cè)的側(cè)面稱為氣缸蓋101的右側(cè)面，將位于左側(cè)的側(cè)面稱為氣缸蓋101的左側(cè)面。進(jìn)氣口 2從各燃燒室延伸，各進(jìn)氣口 2在氣缸蓋101的右側(cè)面獨立地開口。排氣口 3在氣缸蓋101的內(nèi)部集合為I個，該集合的I個排氣口 3在氣缸蓋101的左側(cè)面開口。由此，在本說明書中，有時將從前端面Ic一側(cè)觀察氣缸蓋101時的右側(cè)稱為進(jìn)氣側(cè)，將左側(cè)稱為排氣側(cè)。
[0104]實施方式I的氣缸蓋101是在每I氣缸各設(shè)置有2個進(jìn)氣門和2個排氣門的4氣門發(fā)動機(jī)的氣缸蓋。在氣缸蓋101的上面，以包圍I個火花塞插入孔12的那樣形成有2個進(jìn)氣門插入孔7和2個排氣門插入孔8。進(jìn)氣門插入孔7在氣缸蓋101的內(nèi)部與進(jìn)氣口 2相連，排氣門插入孔8在氣缸蓋101的內(nèi)部與排氣口 3相連。
[0105]在氣缸蓋101的上面且蓋罩安裝面Ib的內(nèi)側(cè)，設(shè)置有用于收納使進(jìn)氣門動作的氣門機(jī)構(gòu)的進(jìn)氣側(cè)氣門機(jī)構(gòu)室5。在氣缸蓋101，從進(jìn)氣側(cè)氣門機(jī)構(gòu)室5向鉛垂下方形成有進(jìn)氣側(cè)的蓋螺栓插入孔13。另外，在氣缸蓋101的上面且蓋罩安裝面Ib的內(nèi)側(cè)，設(shè)置有用于收納使排氣門動作的氣門機(jī)構(gòu)的排氣側(cè)氣門機(jī)構(gòu)室6。在氣缸蓋101，從排氣側(cè)氣門機(jī)構(gòu)室6向鉛垂下方形成有進(jìn)氣側(cè)的蓋螺栓插入孔14。
[0106]《實施方式I的氣缸蓋的冷卻水流路的結(jié)構(gòu)》
[0107]接著，對實施方式I的氣缸蓋101的冷卻水流路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。用氣缸蓋101的剖面圖和透視描繪氣缸蓋101的內(nèi)部的冷卻水流路的立體圖進(jìn)行說明。
[0108]<實施方式I的氣缸蓋的冷卻水流路的基本結(jié)構(gòu)>
[0109]用圖2對實施方式I的氣缸蓋所具有的冷卻水流路的基本形狀進(jìn)行說明。圖2是透視描繪實施方式I的氣缸蓋的進(jìn)氣口 2和冷卻水流路20的立體圖。在圖2中示出使氣缸蓋的內(nèi)部為透明來觀察時的冷卻水流路20的形狀、和冷卻水流路20與進(jìn)氣口 2的位置關(guān)系。
[0110]冷卻水流路20在氣缸蓋內(nèi)設(shè)置于進(jìn)氣口2的列的上側(cè)。冷卻水流路20沿著各進(jìn)氣口 2的上表面2a，沿進(jìn)氣口 2的列的方向、S卩氣缸蓋的長度方向延伸。
[0111]冷卻水流路20按每個進(jìn)氣口2具有單位構(gòu)造。在圖2中，由虛線包圍的部分的構(gòu)造為冷卻水流路20的單位構(gòu)造。單位構(gòu)造包括配置在進(jìn)氣口 2的左右的氣門導(dǎo)管9(更準(zhǔn)確而言是進(jìn)氣門插入孔)各自的周圍的一對環(huán)狀路。環(huán)狀路包括相對于氣門導(dǎo)管9位于氣缸蓋的中央側(cè)的內(nèi)側(cè)流路21和相對于氣門導(dǎo)管9位于氣缸蓋的側(cè)面?zhèn)鹊耐鈧?cè)流路22。內(nèi)側(cè)流路21和外側(cè)流路22都是呈弧狀彎曲的流路，相對于氣門導(dǎo)管9軸對稱。另外，內(nèi)側(cè)流路21和外側(cè)流路22具有大致相等的流路截面積。
[0112]單位構(gòu)造包括連結(jié)由內(nèi)側(cè)流路21和外側(cè)流路22構(gòu)成的左右的環(huán)狀路的第一連結(jié)路24。第一連結(jié)路24位于進(jìn)氣口 2的左右分支口之間的空間的上方，且相對于氣門導(dǎo)管9位于氣缸蓋的中央側(cè)。第一連結(jié)路24是沿著長度方向延伸的流路，與左右的內(nèi)側(cè)流路21連續(xù)相連。所謂連續(xù)相連是指，在內(nèi)側(cè)流路21和第一連結(jié)路24的連接位置，內(nèi)側(cè)流路21的流動方向與第一連結(jié)路24的流動方向一致。外側(cè)流路22與內(nèi)側(cè)流路21和第一連結(jié)路24的連接位置相連。
[0113]冷卻水流路20包括連結(jié)相鄰的2個單位構(gòu)造的第二連結(jié)路23。第二連結(jié)路23位于相鄰的2個進(jìn)氣口 2之間的空間的上方且相對于氣門導(dǎo)管9位于氣缸蓋的側(cè)面?zhèn)?。第二連結(jié)路23是沿長度方向延伸的流路，與相鄰的2個單位構(gòu)造的外側(cè)流路22連續(xù)相連。內(nèi)側(cè)流路21與外側(cè)流路22和第二連結(jié)路23的連接位置相連。在冷卻水流路20中，相對于氣門導(dǎo)管9位于氣缸蓋的中央側(cè)的第一連結(jié)路24和相對于氣門導(dǎo)管9位于氣缸蓋的側(cè)面?zhèn)鹊牡诙B結(jié)路23，夾著由內(nèi)側(cè)流路21和外側(cè)流路22構(gòu)成的環(huán)狀路在長度方向上相互替開地配置。
[0114]在冷卻水流路20的長度方向的兩端部，設(shè)有入口流路25和出口流路26。入口流路25從最接近氣缸蓋后端的環(huán)狀路沿長度方向筆直地延伸到氣缸蓋的后端面，與在后端面開口的第一孔27連通。第一孔27是形成于氣缸蓋的冷卻水入口。出口流路26從最接近氣缸蓋前端的環(huán)狀路沿長度方向筆直地延伸到氣缸蓋的前端面，與在前端面開口的第二孔28連通。第二孔28是形成于氣缸蓋的冷卻水出口。此外，也可以構(gòu)成為將第二孔28用作冷卻水入口、將第一孔27用作冷卻水出口，由此從氣缸蓋的前端側(cè)導(dǎo)入冷卻水、從后端側(cè)排出冷卻水。
[0115]冷卻水從作為冷卻水入口的第一孔27進(jìn)入冷卻水流路20內(nèi)，在冷卻水流路20內(nèi)通過后從作為冷卻水出口的第二孔28排出。在途中，冷卻水流經(jīng)環(huán)繞氣門導(dǎo)管9(更準(zhǔn)確而言是進(jìn)氣門插入孔)的環(huán)狀路。構(gòu)成環(huán)狀路的內(nèi)側(cè)流路21和外側(cè)流路22的流路截面積大致相等，關(guān)于從第一連結(jié)路24(或第二連結(jié)路23)到第二連結(jié)路23(或第一連結(jié)路24)的流路長度，在流經(jīng)內(nèi)側(cè)流路21時和流經(jīng)外側(cè)流路22時大致相同。由此，在環(huán)狀路中在內(nèi)側(cè)流路21和外側(cè)流路22的雙方冷卻水均等地流過，所以不會在冷卻水流路20中產(chǎn)生冷卻水的滯留。
[0116]<實施方式I的氣缸蓋的冷卻水流路的特征性結(jié)構(gòu)>
[0117]接著，還參照圖3對實施方式I的氣缸蓋所具有的冷卻水流路的特征性形狀進(jìn)行說明。圖3是示出氣缸蓋101的通過相鄰的2個燃燒室之間的與長度方向垂直的剖面(圖1的A—A剖面)的剖面圖。如圖2和圖3所示，在冷卻水流路20的第二連結(jié)路23設(shè)置有向進(jìn)氣側(cè)氣門機(jī)構(gòu)室5開口的開口部30。冷卻水流路20是在通過鑄造來制造氣缸蓋101時，使用由砂形成的型芯轉(zhuǎn)印到氣缸蓋的內(nèi)部而形成的。開口部30是在該型芯設(shè)置的圓柱形狀的芯頭轉(zhuǎn)印成型而成的。此外，關(guān)于氣缸蓋101的制造方法和型芯的形狀，將在后面詳述。
[0118]在如冷卻水流路20這樣沿長度方向形成為細(xì)長狀的冷卻水流路中，存在鑄造后的出砂不充分而將流路閉塞的隱患。在實施方式I的冷卻水流路20中，在第二連結(jié)路23形成開口部30，所以能夠從該開口高效率地進(jìn)行出砂。另外，開口部30可以用作進(jìn)行流路的閉塞檢查和/或鑄造有無缺陷的檢查的檢查口。尤其是，通過從入口施加壓力的通常的閉塞有無檢查，無法發(fā)現(xiàn)環(huán)狀路的閉塞，因此將開口部30作為檢查口的利用價值很大。
[0119]此外，開口部30在作為出砂口和檢查口利用后被封閉。圖4是用于說明將開口部30封閉的密封栓的結(jié)構(gòu)的圖。另外，圖5是開口部30被密封栓封閉了的狀態(tài)下的、經(jīng)過氣缸蓋101的相鄰2個燃燒室之間的與長度方向垂直的剖面(圖1的A —A剖面)的剖面圖。如圖4所示，密封栓32形成為帶有臺階的圓柱狀，在其頂端的圓柱部形成有用于使密封栓32不向冷卻水流路20內(nèi)突出的平面部34。密封栓32在進(jìn)行了定位使得平面部34成為與第二連結(jié)路23相對的朝向之后而被固定。此外，密封栓32的圓柱軸方向上的高度被設(shè)定為如下高度，該高度使得在將該密封栓32固定于開口部30時，密封栓32的頂端部與開口部30的氣缸體對合面Ia側(cè)的端面接觸。根據(jù)這樣的密封栓32的形狀，因為密封栓32不會向第二連結(jié)路23突出，所以可確保第二連結(jié)路23的流路截面積。
[0120]此外，關(guān)于密封栓的形狀，只要是將向進(jìn)氣側(cè)氣門機(jī)構(gòu)室5的開口封閉且不將第二連結(jié)路23完全閉塞的形狀即可，并非必須與密封栓32的形狀相同。圖6是示出密封栓的形狀的其他例的圖。該圖所示的密封栓36不具有圖5所示的平面部34，除此之外的結(jié)構(gòu)與密封栓32相同。在使用密封栓36時，第二連結(jié)路23的流路截面積稍稍變窄，但在不需要旋轉(zhuǎn)方向上的定位這一點，可預(yù)見操作性的提高。
[0121 ]《實施方式I的氣缸蓋的冷卻水流路的制造方法》
[0122 ]接著，使用圖7至圖9說明實施方式I的氣缸蓋101的制造方法。實施方式I的氣缸蓋101通過鑄造成型而制造。通過鑄造成型對鑄件進(jìn)行成型的工序由如下工序構(gòu)成:制作包括型芯的鑄模的鑄模制作工序;將熔融的鑄液注入鑄模的鑄液注入工序；以及破壞鑄模而將鑄件取出的出砂工序。在實施方式I的氣缸蓋1I的制造方法中，在鑄模制作工序中，在用于形成氣缸蓋101的外形的外形鑄模的內(nèi)部配置用于得到該冷卻水流路20的砂型芯來制作該氣缸蓋101的鑄模。此外，在此所指的外形鑄模是指具有用于形成氣缸蓋101的外形面的面的鑄模，不管該鑄模是外模還是型芯。在接下來的鑄液注入工序中，向制作出的鑄模注入熔融的鑄液。然后，在出砂工序中，破壞鑄模來進(jìn)行內(nèi)部的出砂，由此制造出作為鑄件的氣缸蓋 1l0
[0123]在實施方式I的氣缸蓋的制造方法中，用于得到冷卻水流路20的冷卻水流路用型芯的結(jié)構(gòu)具有特征。圖7是從氣缸蓋側(cè)面?zhèn)扔^察用于得到冷卻水流路20的冷卻水流路用型芯的結(jié)構(gòu)的立體圖。另外，圖8是從氣缸蓋中央側(cè)觀察用于得到冷卻水流路20的冷卻水流路用型芯的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0124]如圖7和圖8所示，冷卻水流路用型芯40具有用于得到冷卻水流路20的環(huán)狀路(SP，內(nèi)側(cè)流路21和外側(cè)流路22)、第一連結(jié)路24及第二連結(jié)路23的型芯主體41。此外，型芯主體41的形狀及配置，與冷卻水流路20的環(huán)狀路(S卩，內(nèi)側(cè)流路21和外側(cè)流路22)、第一連結(jié)路24及第二連結(jié)路23相同，所以在此省略說明。
[0125]在冷卻水流路用型芯40的長度方向的后端側(cè)端部和前端側(cè)端部，分別設(shè)置有從兩側(cè)支撐該冷卻水流路用型芯40的型芯支撐件44、45。型芯支撐件44、45被支承于在鑄模制作工序中形成氣缸蓋101的長度方向的端面lc、ld的外形鑄模的面。氣缸蓋101的入口流路25和出口流路26是由從兩側(cè)支撐該冷卻水流路用型芯40的型芯支撐件44、45形成的流路，第一孔27和第二孔28是將型芯支撐件44、45抽去而形成的出砂孔。即，實施方式I的氣缸蓋中，在通過冷卻水流路用型芯40形成冷卻水流路20時所形成的出砂孔被用作冷卻水入口和冷卻水出口。
[0126]另外，在型芯主體41的位于相鄰燃燒室之間的部位、即用于得到第二連結(jié)路23的型芯主體41的部位分別一體地設(shè)置有芯頭46。芯頭46構(gòu)成為圓柱形狀，其中心軸朝向與用于得到環(huán)狀路的型芯主體41的部分的中心軸平行的方向。另外，芯頭46配置在使得其重心位置G位于型芯主體41的沿長度方向延伸的重心軸LI上的位置。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠有效抑制由于鑄液澆注工序時的鑄液的浮力而使冷卻水流路用型芯40旋轉(zhuǎn)。另外，由于型芯主體41為沿長度方向細(xì)長的形狀，所以會擔(dān)憂強(qiáng)度不夠，但通過一體化形成芯頭46能夠提高強(qiáng)度。
[0127]芯頭46被配置成在鑄模制作工序中其上側(cè)的端面47與外形鑄模的表面接觸。圖9是用于說明將冷卻水流路用型芯40組裝到外形鑄模的情況的圖。如該圖所示，外形鑄模50是作為型芯或外型而形成的砂型或金屬模具，是包括用于形成氣缸蓋101的與氣缸蓋對合面Ia相反一側(cè)的面、更詳細(xì)而言是用于形成進(jìn)氣側(cè)氣門機(jī)構(gòu)室5的面的鑄模。當(dāng)冷卻水流路用型芯40配置于外形鑄模50的內(nèi)部時，芯頭46的上側(cè)的端面47與外形鑄模50的接觸面51接觸。對于如實施方式I的冷卻水流路用型芯40這樣呈細(xì)長錯綜形狀的型芯，在鑄液注入工序中不易產(chǎn)生因鑄液的浮力所導(dǎo)致的浮起和/或因型芯自身的翹起所導(dǎo)致的位置偏離。根據(jù)實施方式I的冷卻水流路用型芯40的結(jié)構(gòu)，在鑄模制作工序中配置成芯頭46與外形鑄模50的接觸面51接觸，所以可有效抑制鑄液注入工序中的冷卻水流路用型芯40的翹起及位置偏離。如此，若能抑制冷卻水流路用型芯40的位置偏離，則冷卻水流路20的尺寸精度提高，因此可實現(xiàn)縮窄該冷卻水流路20與相鄰空間之間的間隙的設(shè)計，提高冷卻效率。
[0128]另外，根據(jù)實施方式I的冷卻水流路用型芯40的結(jié)構(gòu)，在鑄模制作工序中配置成芯頭46與外形鑄模50的接觸面51接觸，所以在鑄液注入工序中從冷卻水流路用型芯40產(chǎn)生的氣體從芯頭46向鉛垂上方側(cè)的外形鑄模50移動。由此，能夠防止氣體滯留在冷卻水流路用型芯40，可抑制鑄造缺陷的發(fā)生。
[0129]另外，根據(jù)實施方式I的冷卻水流路用型芯40的結(jié)構(gòu)，通過冷卻水流路用型芯40的芯頭46在氣缸蓋101形成開口部30。該開口部30可在出砂工序中作為出砂用的孔加以利用，因此能夠有效防止由于殘余砂導(dǎo)致冷卻水流路20閉塞的缺陷。
[0130]另外，也可以在出砂工序結(jié)束后，實施進(jìn)行冷卻水流路20的閉塞檢查的檢查工序。此時，該開口部30可以作為冷卻水流路20的閉塞檢查用的檢查口加以利用。在出砂工序和必要的檢查工序結(jié)束后，進(jìn)行將開口部30封閉的封閉工序。在此，上述的密封栓32被安裝于開口部30。
[0131 ]如此，根據(jù)實施方式I的氣缸蓋101的制造方法，可制造出抑制了鑄造缺陷的發(fā)生、冷卻效率優(yōu)異的氣缸蓋。
[0132]另外，在上述實施方式I中，在型芯主體41的位于相鄰2個燃燒室之間的所有部位(3處)都設(shè)置了芯頭46，但也可以僅在其中某一部位設(shè)置芯頭。另外，關(guān)于芯頭46的形狀，只要是確保與外形鑄模50的接觸面51接觸的面即可，不限于圓柱形狀，也可以采用其他形狀。
[0133]另外，在上述實施方式I中，作為冷卻水流路20的形狀，采用了呈環(huán)狀包覆氣門導(dǎo)管9的周圍的形狀，但本發(fā)明可實施的流路形狀不限于此。即，只要是在針對多個燃燒室分別設(shè)置的多個氣門導(dǎo)管9的周圍經(jīng)過、且沿長度方向延伸的流路形狀即可，也可以采用其他形狀。圖10是透視描繪作為變形例的氣缸蓋的進(jìn)氣口 2和冷卻水流路60的立體圖。該圖所示的冷卻水流路60為從實施方式I的冷卻水流路20的環(huán)狀路除去內(nèi)側(cè)流路21的形狀，除此之外的結(jié)構(gòu)與實施方式I的冷卻水流路20相同。根據(jù)這樣的流路結(jié)構(gòu)，在氣門導(dǎo)管9周圍經(jīng)過的流路，被構(gòu)成為相對于氣門導(dǎo)管9在氣缸蓋的中央側(cè)經(jīng)過的流路。另外，圖11是透視描繪作為其他變形例的氣缸蓋的進(jìn)氣口 2和冷卻水流路70的立體圖。該圖所示的冷卻水流路70為從實施方式I的冷卻水流路20的環(huán)狀路除去外側(cè)流路22的形狀，除此之外的結(jié)構(gòu)與實施方式I的冷卻水流路20相同。根據(jù)這樣的流路結(jié)構(gòu)，在氣門導(dǎo)管9周圍經(jīng)過的流路，被構(gòu)成為相對于氣門導(dǎo)管9在氣缸蓋的側(cè)面?zhèn)冉?jīng)過的流路。如此，根據(jù)圖10和圖11所示的冷卻水流路6 L
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【主權(quán)項】
1.一種氣缸蓋，是多缸發(fā)動機(jī)用的氣缸蓋，其特征在于，具備: 沿所述氣缸蓋的長度方向排列設(shè)置的多個燃燒室； 針對所述多個燃燒室的每一個而設(shè)置的多個進(jìn)氣門插入孔；以及 在所述多個進(jìn)氣門插入孔的周圍通過，并沿長度方向延伸的冷卻水流路， 所述氣缸蓋構(gòu)成為，在相鄰2個燃燒室之間的與長度方向垂直的截面中的至少I個截面中，包括從所述冷卻水流路向所述氣缸蓋的與氣缸體對合面相反一側(cè)的面開口的開口部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸蓋，其特征在于， 所述開口部由密封栓封閉。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣缸蓋，其特征在于， 所述密封栓為不向所述冷卻水流路內(nèi)突出而將所述開口部封閉的構(gòu)造。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的氣缸蓋，其特征在于， 所述冷卻水流路包括包圍所述進(jìn)氣門插入孔的周圍的環(huán)狀路和將相鄰2個環(huán)狀路連結(jié)的連結(jié)路。5.—種氣缸蓋的制造方法，是多缸發(fā)動機(jī)用的氣缸蓋的制造方法，包括:鑄模制作工序，在用于得到氣缸蓋的外形面的外形鑄模的內(nèi)部配置用于得到冷卻水流路的冷卻水流路用型芯來制作鑄模;鑄液注入工序，將熔融的鑄液注入所述鑄模；以及出砂工序，破壞所述鑄模來將鑄件取出，所述氣缸蓋的制造方法的特征在于， 所述冷卻水流路用型芯由型芯主體和芯頭構(gòu)成， 所述型芯主體用于得到冷卻水流路，所述冷卻水流路在針對沿所述氣缸蓋的長度方向排列設(shè)置的多個燃燒室的每一個而形成的多個進(jìn)氣門插入孔的周圍通過，并沿長度方向延伸， 所述芯頭在所述型芯主體的位于相鄰2個燃燒室之間的部位與所述型芯主體構(gòu)成為一體，在所述鑄模制作工序中與所述外形鑄模接觸。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣缸蓋的制造方法，其特征在于， 所述芯頭構(gòu)成為，在所述鑄模制作工序中，與所述外形鑄模中的用于得到所述氣缸蓋的與氣缸體對合面相反一側(cè)的面的面接觸。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的氣缸蓋的制造方法，其特征在于， 所述芯頭配置在使得該芯頭的重心位置位于所述型芯主體的長度方向重心軸上的位置。8.根據(jù)權(quán)利要求5?7中任一項所述的氣缸蓋的制造方法，其特征在于， 還包括封閉工序，利用密封栓將通過所述鑄液注入工序而從所述芯頭轉(zhuǎn)印形成的開口部封閉。9.根據(jù)權(quán)利要求5?8中任一項所述的氣缸蓋的制造方法，其特征在于， 在所述出砂工序中，從通過所述鑄液注入工序而從所述芯頭轉(zhuǎn)印形成的開口部進(jìn)行出砂。10.根據(jù)權(quán)利要求5?9中任一項所述的氣缸蓋的制造方法，其特征在于， 所述冷卻水流路用型芯具備從長度方向的兩端延伸的型芯支撐件， 在所述鑄模制作工序中，將所述型芯支撐件配置成與所述外形鑄模的長度方向的兩端面接觸。
【文檔編號】F02F1/14GK105822450SQ201610048615
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年1月25日
【發(fā)明人】東福寺智子
【申請人】豐田自動車株式會社