特許 7173166 シリンダヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-08

(45)【発行日】2022-11-16

(54)【発明の名称】シリンダヘッド

(51)【国際特許分類】

   F02F 1/42 20060101AFI20221109BHJP

   F02F 1/24 20060101ALI20221109BHJP

【ＦＩ】

F02F1/42 D

F02F1/24 B

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020565698

(86)(22)【出願日】2019-12-25

(86)【国際出願番号】 JP2019050940

(87)【国際公開番号】W WO2020145153

(87)【国際公開日】2020-07-16

【審査請求日】2021-03-23

(31)【優先権主張番号】P 2019000829

(32)【優先日】2019-01-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(74)【代理人】

【識別番号】100183689

【弁理士】

【氏名又は名称】諏訪 華子

(72)【発明者】

【氏名】小島 光高

(72)【発明者】

【氏名】村田 真一

(72)【発明者】

【氏名】石井 広司

【審査官】齊藤 彬

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０５６７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２０４７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－０６９０４３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－１１０５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１４４７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０３８３３７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｆ １／００－ １／４２

７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンの燃焼室に連通する吸気ポートと、前記吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁の取り付けられる側に広がって形成された拡張部と、前記拡張部に穿孔された前記ポート噴射弁の取付孔と、前記吸気ポートの上流端において吸気マニホールドに接続される本体部開口と、が形成されたシリンダヘッド本体と、
前記吸気ポートの内側に配置される樹脂製かつ環状の断熱部材と、を備え、
前記吸気ポートにおける前記断熱部材よりも吸気の流れ方向の下流側には、前記流れ方向に直交する断面の大きさが前記流れ方向の上流側よりも小さくなるように段差部が形成されており、
前記断熱部材と前記段差部との間には、前記断熱部材と前記段差部との間をシールする環状のシール部材が配置されており、
前記シリンダヘッド本体における前記吸気ポートの内壁のうち、前記本体部開口から前記段差部までの部分には、前記断熱部材によって被覆される被覆部が設けられており、
前記被覆部には、前記拡張部及び前記取付孔が形成されており、
前記吸気ポートは、二つの吸気バルブ孔を介して前記燃焼室と連通する二股形状に形成されており、
前記段差部は、前記吸気ポートの二股に分かれる分岐点又は前記分岐点よりも前記流れ方向の下流側に位置しており、
前記シール部材は、二股形状の前記段差部に嵌まる二つの環状部と、前記二つの環状部を連結する連結部とを備える
ことを特徴とする、シリンダヘッド。

【請求項2】

前記シール部材は弾性体である
ことを特徴とする、請求項１記載のシリンダヘッド。

【請求項3】

前記シール部材と前記断熱部材とが異なる材質である
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のシリンダヘッド。

【請求項4】

前記シリンダヘッド本体には、バルブガイドが挿通される挿通孔が前記吸気ポートと連通するように形成されており、
前記段差部は、前記挿通孔の開口よりも前記流れ方向の上流側に位置する
ことを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載のシリンダヘッド。

【請求項5】

前記シール部材には、前記シール部材が前記段差部に嵌まった状態で前記吸気ポートの内面に沿う壁部が設けられている
ことを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載のシリンダヘッド。

【請求項6】

前記連結部が、各々の前記環状部よりも薄肉である
ことを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載のシリンダヘッド。

【請求項7】

エンジンの燃焼室に連通する吸気ポートが形成されたシリンダヘッド本体と、
前記吸気ポートの内側に配置される樹脂製かつ環状の断熱部材と、を備え、
前記吸気ポートにおける前記断熱部材よりも吸気の流れ方向の下流側には、前記流れ方向に直交する断面の大きさが前記流れ方向の上流側よりも小さくなるように段差部が形成されており、
前記断熱部材と前記段差部との間には、前記断熱部材と前記段差部との間をシールする環状のシール部材が配置されており、
前記吸気ポートは、二つの吸気バルブ孔を介して前記燃焼室と連通する二股形状に形成されており、
前記段差部は、前記吸気ポートの二股に分かれる分岐点又は前記分岐点よりも前記流れ方向の下流側に位置しており、
前記シール部材は、二股形状の前記段差部に嵌まる二つの環状部と、前記二つの環状部を連結する連結部とを備える
ことを特徴とする、シリンダヘッド。

【請求項8】

前記連結部が、各々の前記環状部よりも薄肉である
ことを特徴とする、請求項７記載のシリンダヘッド。

【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に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的なエンジンのシリンダヘッドは、例えばアルミニウムやアルミニウム合金を用いた鋳造によって成型されており、熱伝導率が比較的高い。そのため、燃焼室へと繋がる吸気ポートは、燃焼室から伝わる熱によって加熱され、吸気ポートを流通する吸気の温度上昇を招く。吸気の温度が上昇すると吸入空気量が減少するとともにノッキングが発生しやすくなり、エンジン性能を低下させる可能性がある。このような課題に対し、例えば特許文献１には、吸気ポートの内面に樹脂製の断熱部材を配置して、吸気の温度上昇を抑制するようにしたエンジンの吸気通路構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－３６００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記の特許文献１のように、アルミニウム等の材料（素材）で成型されたシリンダヘッドの吸気ポート内に樹脂製の断熱部材（樹脂部材）を配置する場合には、断熱部材により吸気の流れを阻害しないことが重要である。これは、せっかく断熱部材によって吸気温度の上昇を抑制できても、吸気抵抗の増大を招くようでは断熱部材を配置するメリットが低減してしまうためである。

【0005】

また、吸気ポートの内面に樹脂製の断熱部材を配置する方法としては、上記の特許文献１のように射出成型が挙げられる。すなわち、鋳造によって成型されたシリンダヘッドの吸気ポートとなる部分に型枠を挿入して固定し、この部分の内面と型枠の外面との間の空間に樹脂を充填する方法である。この方法を採用する場合には、上記の空間以外に樹脂がもれないようシール面を確保することが重要になる。しかしながら、シリンダヘッド自体は鋳物であることから寸法精度が粗く、シール面の確保が難しいという課題がある。これに対し、吸気ポートとなる部分の内面を機械加工してシール面を確保することも考えられるが、燃焼室側の狭い空間に工具を挿入して機械加工することは、加工時間，加工精度，加工コスト等を考慮すると困難である。

【0006】

本件のシリンダヘッドは、このような課題に鑑み案出されたもので、吸気ポート内に配置する樹脂製の断熱部材の位置決め精度を向上し、吸気抵抗増大を回避することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）ここで開示するシリンダヘッドは、エンジンの燃焼室に連通する吸気ポートと、前記吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁の取り付けられる側に広がって形成された拡張部と、前記拡張部に穿孔された前記ポート噴射弁の取付孔と、前記吸気ポートの上流端において吸気マニホールドに接続される本体部開口と、が形成されたシリンダヘッド本体と、前記吸気ポートの内側に配置される樹脂製かつ環状の断熱部材と、を備える。前記吸気ポートにおける前記断熱部材よりも吸気の流れ方向の下流側には、前記流れ方向に直交する断面の大きさが前記流れ方向の上流側よりも小さくなるように段差部が形成されており、前記断熱部材と前記段差部との間には、前記断熱部材と前記段差部との間をシールする環状のシール部材が配置されている。また、前記シリンダヘッド本体における前記吸気ポートの内壁のうち、前記本体部開口から前記段差部までの部分には、前記断熱部材によって被覆される被覆部が設けられている。前記被覆部には、前記拡張部及び前記取付孔が形成されている。前記吸気ポートは、二つの吸気バルブ孔を介して前記燃焼室と連通する二股形状に形成されている。前記段差部は、前記吸気ポートの二股に分かれる分岐点又は前記分岐点よりも前記流れ方向の下流側に位置している。前記シール部材は、二股形状の前記段差部に嵌まる二つの環状部と、前記二つの環状部を連結する連結部とを備える。

【0008】

（２）前記シール部材は弾性体であることが好ましい。
（３）前記シール部材と前記断熱部材とが異なる材質であることが好ましい。
（４）前記シリンダヘッド本体には、バルブガイドが挿通される挿通孔が前記吸気ポートと連通するように形成されていることが好ましい。この場合、前記段差部は、前記挿通孔の開口よりも前記流れ方向の上流側に位置することが好ましい。

【0009】

（５）前記シール部材には、前記シール部材が前記段差部に嵌まった状態で前記吸気ポートの内面に沿う壁部が設けられていることが好ましい。

【0010】

（６）また、前記連結部が、各々の前記環状部よりも薄肉であることが好ましい。
（７）ここで開示する別のシリンダヘッドは、エンジンの燃焼室に連通する吸気ポートが形成されたシリンダヘッド本体と、前記吸気ポートの内側に配置される樹脂製かつ環状の断熱部材と、を備える。前記吸気ポートにおける前記断熱部材よりも吸気の流れ方向の下流側には、前記流れ方向に直交する断面の大きさが前記流れ方向の上流側よりも小さくなるように段差部が形成されており、前記断熱部材と前記段差部との間には、前記断熱部材と前記段差部との間をシールする環状のシール部材が配置されている。また、前記吸気ポートは、二つの吸気バルブ孔を介して前記燃焼室と連通する二股形状に形成されており、前記段差部は、前記吸気ポートの二股に分かれる分岐点又は前記分岐点よりも前記流れ方向の下流側に位置しており、前記シール部材は、二股形状の前記段差部に嵌まる二つの環状部と、前記二つの環状部を連結する連結部とを備える。
（８）また、上記（７）の場合、前記連結部が、各々の前記環状部よりも薄肉であることが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

開示のシリンダヘッドによれば、吸気ポート内に配置する断熱部材の位置決め精度を向上させることができる。このため、断熱部材から流出する樹脂による吸気抵抗の増大、及び、断熱部材の先端の一部が吸気ポート内に隆起することによる吸気抵抗の増大のいずれをも回避することができ、エンジン性能の向上に寄与することができる。また、断熱部材によって吸気の温度上昇を抑制することもできるため、吸入空気量の減少とノッキングの発生とを抑制でき、エンジン性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態に係るシリンダヘッドの吸気側部分をエンジンのフロント側から見た模式的な正面図である。

【図2】図１のシリンダヘッドを吸気側から見た模式的な側面図（図１のＡ方向矢視図）である。

【図3】図１のシリンダヘッドの吸気ポート周辺の構成を示す断面図（図２のＢ－Ｂ矢視断面図）である。

【図4】図３の断面図から断熱部材を除いてシリンダヘッド本体のみを示す断面図である。

【図5】（ａ）及び（ｂ）はシール部材の平面図及び正面図であり、（ｃ）はこのシール部材を吸気ポートに挿入するときの状態を示す平面図である。

【図6】図５（ｃ）に示すシール部材を吸気ポートに挿入するときの状態を示す拡大側面図である。

【図7】図４に示す吸気ポートの段差部に、シール部材を嵌めた状態を示す断面図である。

【図8】図３に示す吸気ポートを成型するためのスライド型の一例を示す斜視図であり、（ａ）は完全に組み立てた状態であり、（ｂ）は一方の側方型をずらした状態である。

【図9】図８（ａ）に示すスライド型を挿入した状態を示す断面図である。

【図10】図８（ａ）に示すスライド型を挿入した状態を示す断面図（図１のＣ－Ｃ矢視断面図に相当する断面図）である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図面を参照して、実施形態としてのシリンダヘッドについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

【0014】

［１．シリンダヘッドの構造］
図１は、本実施形態に係るシリンダヘッド１の吸気側部分をエンジンのフロント側から見た模式的な正面図であり、図２はシリンダヘッド１の側面図（図１のＡ方向矢視図）である。シリンダヘッド１は、例えば車両に搭載されるエンジンを構成する部品である。本実施形態では、四つの気筒が一列に並設され、一つの気筒に二つの吸気弁と二つの排気弁とが設けられるエンジンのシリンダヘッド１を例示する。また、本実施形態のエンジンには、燃焼室２（図３参照）に燃料を噴射する筒内噴射弁（図示略）と、吸気ポート３に燃料を噴射するポート噴射弁（図示略）とが装備される。なお、図３は吸気ポート３の周辺の構成を示す断面図（図２のＢ－Ｂ矢視断面図）である。

【0015】

図２及び図３に示すように、シリンダヘッド１は、例えばアルミニウムやアルミニウム合金を用いた鋳造によって成型されたシリンダヘッド本体１０と、後述する断熱部材２０及びシール部材２１（図３参照）とを有する。シリンダヘッド１には、吸気ポート３とポート噴射弁の取付孔５と筒内噴射弁の取付孔６とが気筒ごとに形成されている。吸気ポート３及び各取付孔５，６は、シリンダヘッド１の吸気側の壁部１ａに開口している。また、この壁部１ａには、筒内噴射弁に接続されるデリバリーパイプが固定される台座部８と、後述する樹脂部２２（図３参照）となる溶融樹脂を供給するための注入口９が形成されている。

【0016】

シリンダヘッド本体１０は、シリンダヘッド１の本体部を構成するものであり、図３及び図４に示すように、燃焼室２や取付孔５，６等を有するとともに、吸気ポート３を構成する本体部１１（吸気ポート３となる部分）を有する。なお、図４は図３の断面図から断熱部材２０及びシール部材２１を除いてシリンダヘッド本体１０のみを示す断面図である。本実施形態の本体部１１（吸気ポート３）は、二つの吸気バルブ孔４（図６参照）を介して燃焼室２と連通する二股形状に形成されている。なお、図３及び図４では、本体部１１を二股に区分する壁部については図示を省略している。

【0017】

本実施形態のシリンダヘッド本体１０には、図示しないバルブガイドが挿通される挿通孔７及びポート噴射弁の取付孔５がいずれも本体部１１と連通するように形成されている。また、本体部１１には、ポート噴射弁が取り付けられる側（図４中の上側）に広がって形成された拡張部１６と取付孔５の開口５ａと挿通孔７の開口７ａとが形成されている。

【0018】

図３に示すように、断熱部材２０は、吸気ポート３の内側に（本体部１１の内面に沿って）配置され、シリンダヘッド本体１０の熱が吸気へ伝わるのを抑制する環状の部材である。断熱部材２０は、シリンダヘッド本体１０の材質よりも熱伝導率の低い樹脂で形成されており、より好ましくは耐熱性の高い樹脂で形成される。なお、図３ではわかりやすいように、断熱部材２０にドットを付して示す。

【0019】

断熱部材２０は、吸気の流れ方向の上流側（以下、単に「上流側」という）に設けられて本体部１１の内面を広範囲に被覆する部分である。一方、シール部材２１は、断熱部材２０よりも吸気流れの下流側（以下、単に「下流側」という）において断熱部材２０と連続して設けられる環状の部材である。なお、ここでいう「連続」とは、完全に一体化された状態（切れ目なく続いている状態）だけでなく、シール部材２１と断熱部材２０とが固着されて（あたかも）一体化されたように見受けられる状態（固着面に気泡が付くなどしている状態）も含まれる。

【0020】

断熱部材２０及びシール部材２１の材質は互いに同一であってもよいし異なっていてもよい。本実施形態では、断熱部材２０とシール部材２１とが異なる材質である場合を例示する。この場合、シール部材２１の材質が断熱部材２０よりも柔軟性が高い材質であることが好ましい。本実施形態では、シール部材２１が非金属の弾性体（例えば樹脂やゴム）である場合を例示する。

【0021】

図３に示すように、断熱部材２０は、本体部１１の全長のうち、燃焼室２側の部分（下流部）を除いて配置されている。言い換えると、本体部１１には、断熱部材２０が配置されない部分と配置される部分とが存在する。以下、前者の部分を露出部１２といい、後者の部分を被覆部１３という。すなわち、露出部１２は、シリンダヘッド本体１０の素材面が吸気に直接的に接触する（露出した）部分であり、被覆部１３は、断熱部材２０で覆われておりシリンダヘッド本体１０の素材面が吸気に直接的に接触しない部分である。断熱部材２０は、露出部１２とともに吸気ポート３の内面を構成する。

【0022】

図３及び図４に示すように、露出部１２は本体部１１のうち燃焼側２側に位置し、被覆部１３は露出部１２よりも上流側に位置する。被覆部１３は、吸気流れ方向に直交する断面（以下、単に「断面」という）が露出部１２よりも大きく形成されている。このため、露出部１２と被覆部１３との境界には、断面の大きさが変化する段差部１４が設けられる。言い換えると、吸気ポート３における断熱部材２０よりも下流側には、断面の大きさが上流側よりも小さくなるように段差部１４が形成される。なお、本実施形態の本体部１１は、シリンダヘッド本体１０の壁部１ａに形成された開口１１ａから段差部１４までの部分が直線状に形成されている。本体部１１の開口１１ａには、図示しない吸気マニホールドが接続される。

【0023】

本実施形態の段差部１４は、本体部１１（吸気ポート３）の二股に分かれる分岐点１５（図４，図６参照）又は分岐点１５よりも下流側に位置する。また、段差部１４は、バルブガイド挿通用の挿通孔７の開口７ａよりも上流側に位置する。すなわち、一つの本体部１１に二つの段差部１４が設けられ、各段差部１４は燃焼室２から離隔して設けられる。なお、本実施形態のシリンダヘッド本体１０は、本体部１１の壁部１ａ側の端部（吸気流れ方向の上流端）が絞られており、この部分には断熱部材２０が配置されない第二の露出部１２′が設けられる。

【0024】

ここで、本実施形態のシール部材２１の構成について詳述する。シール部材２１は、断熱部材２０と段差部１４との間に位置し、これらの間をシールする（すなわち断熱部材２０と段差部１４との双方に密着して封止する）機能を持つ。本実施形態のシール部材２１は、二股形状の段差部１４に嵌まる二つの環状部２１ａと、二つの環状部２１ａを連結する連結部２１ｂとを有する。

【0025】

図５（ａ）及び（ｂ）は、環状部２１ａを持つシール部材２１をシリンダヘッド本体１０から取り出して示した平面図及び正面図である。本実施形態のシール部材２１は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、二つの環状部２１ａが一つの連結部２１ｂによって連結されており、眼鏡形状に準えることができる。

【0026】

各環状部２１ａは、段差部１４にそれぞれ嵌まる環状の部分であり、眼鏡に例えるとレンズの縁（いわゆるリム）に相当する。環状部２１ａは、段差部１４の断面と一致した外形を持ち、周方向において略一様な厚みを持つ。二つの環状部２１ａは、鏡面対象となるような形状に形成されており、互いに隙間をあけて隣接する。連結部２１ｂは、二つの環状部２１ａの最も近接する部位を連結した部分であり、眼鏡に例えるとブリッジに相当する。連結部２１ｂは、各環状部２１ａよりも薄肉であり、図５（ｃ）に示すように、二つの環状部２１ａが互いに近付く方向に折り曲がりやすくなっている。なお、連結部２１ｂに折り曲げを補助するノッチを設け、より折り曲がりやすい構成としてもよい。

【0027】

本実施形態のシール部材２１には、各環状部２１ａの二箇所からそれぞれ同一方向に延びる壁部２１ｃが設けられている。壁部２１ｃは、図３に示すように、シール部材２１が段差部１４に嵌まった状態で吸気ポート３の被覆部１３の内面に沿う部分であり、図５（ｃ）に示すように、シール部材２１が折り曲げられた状態のときに内側となる方向に向かって延びている。壁部２１ｃはシール部材２１が本体部１１に設置されたときの姿勢を保持する機能と、断熱部材２０となる溶融樹脂が注入されたときに溶融樹脂との一体化を促進する機能とを併せ持つ。ここでは、各環状部２１ａに二つの壁部２１ｃが互いに９０度ずれて設けられたシール部材２１を例示しているが、壁部２１ｃの個数や配置はこれに限られない。

【0028】

断熱部材２０の厚み及びシール部材２１の厚みは、露出部１２に対する被覆部１３の断面の大きさの差（段差部１４の高低差）に応じて設定される。これは、露出部１２の内面と断熱部材２０及びシール部材２１の各内面とが滑らかに接続されていれば、吸気抵抗の増大を回避できるためである。すなわち、段差部１４の高低差と断熱部材２０の厚み及びシール部材２１の厚みとを略同一に設定すれば、段差部１４にシール部材２１が嵌まり、かつ、被覆部１３に断熱部材２０が配置されている状態で、断熱部材２０及びシール部材２１と露出部１２とが面一な内面を形成することができるからである。

【0029】

［２．シリンダヘッドの製造方法］
次に、上述したシリンダヘッド本体１０の本体部１１に断熱部材２０及びシール部材２１を配置することでシリンダヘッド１を製造する方法について、図６～図１０を用いて説明する。なお、図５（ａ）～（ｃ）に示す形状を持つシール部材２１は予め用意される。一方、断熱部材２０は、シール部材２１を本体部１１内に配置したのち、射出成型によって形成される。

【0030】

まず、図６に示すように、壁部１ａに形成されている本体部１１の開口１１ａから、シール部材２１を挿入する。本体部１１の開口１１ａは、本体部１１の中途における断面よりも小さいことから、図５（ｃ）に示すように、シール部材２１を折り曲げた状態で挿入する。そして、図７に示すように、シール部材２１を段差部１４に嵌め込む。

【0031】

次に、開口１１ａから型３０を挿入して、型３０の先端部分をシール部材２１に密着させる。ここで、型３０の一例を図８（ａ）及び（ｂ）に示す。本実施形態の型３０は、本体部１１の内形状よりも小さい外形状を有し、本体部１１に対して挿入する方向（吸気の流通方向）に沿って分割された複数の部品が組み合わされて構成されているスライド型である。具体的には、型３０は、本体部１１の拡張部１６を含む上部に配置される上方型３１と、上方型３１よりも下方に配置される下方型３２と、上方型３１及び下方型３２の間に配置される中央型３３と、少なくとも中央型３３の両側方に配置される側方型３４と、取付孔５に挿通される弁型３５とを有する。

【0032】

なお、図８（ａ）及び（ｂ）に示す側方型３４は、上方型３１及び下方型３２の両側方の全体に接触する形状に形成されている。図８（ｂ）に示すように、側方型３４は各型３１～３３に対してスライド自在に形成されている。また、中央型３３は、上方型３１及び下方型３２の両方に対してスライド自在に形成されている。また、弁型３５は、上方型３１に嵌合する形状に形成されており、上方型３１を保持する機能を持つ。

【0033】

スライド型３０の挿入順を説明すると、まず、上方型３１を開口１１ａから挿入して拡張部１６に収容し、この状態で弁型３５を取付孔５から挿入して上方型３１に嵌合する。次いで、下方型３２を開口１１ａから挿入し、さらに中央型３３を上方型３１及び下方型３２に対してスライドさせながら挿入することで、本体部１１の内部において三つの型３１～３３を組み立てる。最後に二つの側方型３４をそれぞれ三つの型３１～３３に対してスライドさせながら挿入することで、スライド型３０を図１０に示す状態とする。なお、上記のとおり、スライド型３０の先端部分は環状部２１となる部材２１′に密着させる。

【0034】

そして、スライド型３０が配置された本体部１１の内部に、断熱部材２０となる溶融樹脂を供給する。本実施形態のシリンダヘッド本体１０には、溶融樹脂を供給するための注入口９が気筒ごとに形成されているため、各注入口９に図示しないインジェクションを接続して溶融樹脂を流し込む。溶融樹脂は、本体部１１の内面とスライド型３０の外面との間に形成される空間に広がっていく。

【0035】

ここで、溶融樹脂が広がる空間における燃焼室２側の縁部は、段差部１４に嵌め込まれたシール部材２１によってシールされている。このため、燃焼室２側への樹脂漏れが回避される。一方、本体部１１にスライド型３０を挿入した状態では、本体部１１の上流側における絞り部分とスライド型３０との間に僅かな隙間が形成される。この隙間は、スライド型３０の位置ずれを吸収する機能を持つ一方で、溶融樹脂の漏れを発生させる可能性がある。このため、本実施形態のスライド型３０には、本体部１１の開口１１ａのフランジ面１１ｂ（図６，図９参照）に密着するバリ切り用の部品３６が装着される。これにより、溶融樹脂が広がる空間における開口１１ａ側の縁部もシールされ、樹脂漏れが回避される。

【0036】

溶融樹脂が固化することでシール部材２１と溶融樹脂とが一体化し、断熱部材２０とシール部材２１とが一体化される。その後は、スライド型３０を挿入したときの順番と逆の順番で抜き取る。すなわち、二つの側方型３４をスライドさせて抜き取り、次いで中央型３３を抜き取る。次に、下方型３２を、中央型３３を抜くことで生まれた空間に上昇させてから抜き取る。さらに、弁型３５を抜き取るとともに、上方型３１を、中央型３３及び下方型３２を抜くことで生まれた空間に下降させてから抜き取る。このように、先に側方型３４及び中央型３３を抜き取ることで、断熱部材２０の内面との接触を極力回避して、下方型３２及び上方型３１を抜き取ることができる。

【0037】

［３．作用，効果］
（１）上述したシリンダヘッド１では、吸気ポート３に断面の大きさが変化する段差部１４が設けられ、この段差部１４と断熱部材２０との間をシールするシール部材２１が配置されていることから、吸気ポート３内に配置する断熱部材２０の位置決め精度をシール部材２１によって向上させることができ、成型の際に発生するバリを抑制できる。したがって、断熱部材２０及びシール部材２１を配置することによる吸気抵抗の増大を回避できる。

【0038】

また、シール部材２１は吸気ポート３内に突出しないため、断熱部材２０と吸気ポート３の露出部１２とを、段差を極力減らした状態で滑らかに接続できる。つまり、面一な内面を形成できるため、吸気ポート３内の断面積の一部縮小による吸気抵抗の増大、及び、断熱部材２０の先端の一部が吸気ポート３内に隆起することによる吸気抵抗の増大のいずれをも回避できるため、空気量を確保でき、エンジン性能向上に寄与することができる。

【0039】

また、断熱部材２０によって吸気の温度上昇を抑制することもできるため、吸入空気量の減少とノッキングの発生とを抑制でき、この点からもエンジン性能の向上を図ることができる。さらに、上述したシリンダヘッド１では、吸気ポート３における燃焼室２に近い部分に断熱部材２０が配置されず、露出部１２として設けられるため、排ガスの逆流により吸気ポート３内に高温のガスが入り込んだとしても断熱部材２０の劣化を抑制できる。なお、露出部１２を平滑にすることで、長期間使用しても、燃料や潤滑油の性状に起因したデポジットの堆積を抑制でき、燃焼性能の変化を抑制できる。

【0040】

（２）上述したシール部材２１は弾性体であることから、本体部１１に挿入しやすく、さらに、型３０を挿入して密着させた際に潰れやすいため、型３０と密着して隙間をなくすことができる。これにより、溶融樹脂の漏れを防止できるため、断熱部材２０による吸気抵抗の増加を抑制できる。なお、シール部材２１が樹脂である場合には、溶融樹脂と一体化されることから、吸気抵抗の低減を図ることができる。

【0041】

（３）上述した実施形態のように、シール部材２１と断熱部材２０とを異なる材質とすることで、それぞれの役割に適した材料を選択することができる。例えば、シール部材２１を弾性体とすることで高いシール効果を発揮できるとともにシール部材２１の位置決め精度をより向上させることができる。また、断熱部材２０には断熱効果の高い材料を選択することで、シール部材２１により溶融樹脂の漏れを防止しつつ断熱効果の高い断熱部材２０を配置することができる。

【0042】

（４）上述した本体部１１の段差部１４は、バルブガイドが挿通される挿通孔７の開口７ａよりも上流側に位置することから、断熱部材２０が燃焼室２から逆流した高温ガスの影響を受けて劣化することをより抑制できる。
（５）さらに、上述したシール部材２１には壁部２１ｃが設けられていることから、段差部１４に嵌め込んだ状態のシール部材２１の姿勢を保持でき、シール部材２１の位置精度をさらに向上させることができる。また、壁部２１ｃは被覆部１３の内面に沿うため、シール部材２１と断熱部材２０とが壁部２１ｃを介して一体化されやすくなる。

【0043】

（６）上述した本体部１１は二股形状に形成されており、段差部１４は本体部１１の分岐点１５又は分岐点１５よりも下流側に位置している。分岐点１５の断面は円形状に近いことから、型３０を挿入してシール部材２１を潰す際に略均等に荷重をかけることができ、シール部材２１の潰し量を均一化できる。これにより、溶融樹脂の漏れ防止効果を高められるため、断熱部材２０による吸気抵抗の増加を抑制できる。

【0044】

（７）また、上述した実施形態では、二つの環状部２１ａが連結された形状となっている。すなわち、二つの段差部１４に一つのシール部材２１を嵌めるだけで二つの環状部２１ａを設けることができるため、その位置精度をより向上させることができる。また、環状部２１ａが連結形状であることから、シール部材２１の挿入時に、そのシール部材２１の向きを間違えにくくすることができる。

【0045】

（８）上述した連結部２１ｂは各環状部２１ａよりも薄肉であるため、シール部材２１を簡単に折り曲げ状態にできる。これにより、シール部材２１を本体部１１に容易に挿入でき、簡単かつ精度よく段差部１４に嵌め込むことができるため、環状部２１ａの位置精度をより向上させることができる。

【0046】

［４．変形例］
上述したシリンダヘッド１の構成は一例であって、上述したものに限られない。例えば、直列四気筒エンジンのシリンダヘッドでなくてもよいし、筒内噴射弁及びポート噴射弁の両方を備えたエンジンのシリンダヘッドでなくてもよい。また、１気筒に吸気弁が一つ設けられるエンジンのシリンダヘッドや、１気筒に吸気弁が二つ以上設けられるシリンダヘッドであって吸気ポート内で二股に分かれていないもの（吸気ポートの入口部からそれぞれ独立したポートで形成されたもの）であってもよい。この場合、吸気ポートの形状が二股形状とはならず、一つの吸気ポートに設けられるシール部材は、一つの環状部から構成される。

【0047】

また、上述した実施形態では、シール部材２１が弾性体（樹脂やゴム）である場合を例示したが、シール部材２１の材質は弾性体に限られない。また、シール部材２１と断熱部材２０とが同じ材質で形成されていてもよい。

【0048】

上述した吸気ポート３の構成は一例であり、段差部１４の位置が上述した位置以外であってもよい。例えば、吸気ポート３に分岐点１５がある場合に、段差部が分岐点１５よりも上流側に設けられていてもよい。また、ポート噴射弁が設けられないエンジンであれば、拡張部１６も不要となる。少なくとも、吸気ポート３には、燃焼室２側に位置する露出部１２と、露出部１２よりも上流側に位置して断熱部材２０に覆われる被覆部１３と、露出部１２及び被覆部１３の境界に位置する段差部１４とが形成されていればよい。

【0049】

上述した断熱部材２０の構成は一例であって、上述したものに限られない。少なくとも断熱部材２０は、吸気ポート３の内側に配置されるものであって、環状に形成された樹脂部品であればよい。

【0050】

上述した型３０の構成は一例であって、上述したものに限られない。上述した実施形態では、側方型３４が上方型３１及び下方型３２の両側方にも位置する形状のスライド型３０を例示したが、中央型の幅を小さくし、側方型が上方型と下方型との間（中央型の側方のみ）に位置するスライド型であってもよい。また、シリンダヘッド１を製造する方法（例えば、スライド型を挿入する順序及び抜き取る順序）も一例であり、上述した方法に限られない。なお、吸気ポートの形状がアンダーカットになっていない場合には、単一の型を用いることもできる。

【符号の説明】

【0051】

１ シリンダヘッド
２ 燃焼室
３ 吸気ポート
４ 吸気バルブ孔
７ 挿通孔
７ａ 開口
１０ シリンダヘッド本体
１１ 本体部
１２ 露出部
１３ 被覆部
１４ 段差部
１５ 分岐点
２０ 断熱部材
２１ シール部材
２１ａ 環状部
２１ｂ 連結部
２１ｃ 壁部
Ｙａｖ 平均値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】