JP2000312961A - シリンダヘッドの鋳型構造及びその鋳型を用いた鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダヘッドを鋳造するに際して、２本の
長尺状の中子間の軸心距離を正確に保ち、また、これら
中子の損傷を防止し、或いは、これら中子内部に生じる
ガスを迅速に鋳型外部に排出できるようにし、更には、
鋳造品のガス欠陥発生を抑制する。 【解決手段】 ２本の長尺状の中子（ウォータジャケッ
ト中子ＣＷ及びオイルジャケット中子ＣО）を下型ＤＬ
に組み付けた後、鋳造キャビティ内に溶湯を注入・充填
してエンジンのシリンダヘッドを鋳造する鋳型におい
て、両中子の両端部には巾木１４１,１４２及び１４３,
１４４が設けられ、ウォータジャケット中子はその巾木
１４１及び１４２を介して下型内に組み付けられてお
り、オイルジャケット中子は、その巾木１４３及び１４
４がウォータジャケット中子の巾木に支持されることに
より、下型内に組み付けられていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンのシリ
ンダヘッドを鋳造するための鋳型の鋳型構造およびかか
る鋳型を用いて行われる鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、例えば自動車等のエンジ
ンのシリンダヘッドには、シリンダ部への給排気ポート
の他に、エンジン冷却水の通路としてのウォータジャケ
ット及びエンジンオイルの通路としてのオイルジャケッ
トなどの通路部が設けられる。従って、かかるシリンダ
ヘッドを鋳造する際には、これらの通路部に対応した中
子を鋳型内に組み付けて鋳造が行われる。この中子を鋳
型内に組み付ける場合、中子の端部に巾木を設けてお
き、この巾木を介して中子を鋳型に対して組み付けるの
が一般的である。尚、本明細書において「巾木」という
ときは、中子本体と一体に設けられたもの及び別体に設
けて中子本体と組み合わせて用いられるもののいずれを
も含むものとする。

【０００３】上記通路部のうちウォータジャケットとオ
イルジャケットとは、シリンダヘッドの限られたスペー
ス内において、それぞれ所期の通路断面積を確保した上
で、通常、比較的接近して上下並列に配置される。従っ
て、これら両ジャケット用の中子を鋳型内に組み付ける
際には、両中子の軸芯間の距離をできるだけ正確に維持
し、両ジャケット間の肉厚を適正に確保することが求め
られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
両ジャケットはともにシリンダヘッドの長手方向の略全
長近くにわたって延びるように設けられるので、その中
子もかなり長尺状のものとなる。従って、これら中子を
それぞれ個々に鋳型内に組み付けたのでは、両中子の軸
芯間の距離を安定して一定値に維持することはなかなか
に難しいという問題があった。尚、この場合には、中子
組付工数がそれだけ多くなり、また、自動組付を行うに
しても、中子の組付装置が複雑化するので、製造コスト
を抑制する上でも不利になる。

【０００５】特に、シリンダヘッドの側面に対応する鋳
型面少なくとも一部を、上下の鋳造金型の型閉じ方向に
直交する方向（横方向）にスライド動作できる可動式の
サイド型の内側面で形成するようにしたものが考えられ
ているが（例えば、特開平１−５３７５５号公報参
照）、このような鋳型構造を用いる場合、下側に位置す
るウォータジャケット中子を下型にセットし、上側に位
置するオイルジャケット中子を上記可動式のサイド型に
セットすることが考えられる。ところが、この場合に
は、上記サイド型のスライド動作を支持する鋳型部分が
スライド動作の繰り返しに伴なって摩耗するので、上記
両中子の軸心間の距離を安定して一定値に保つことがで
きないという問題が生じる。

【０００６】また、上記両中このうち下側に位置するウ
ォータジャケット中子を下型に組み付ける場合、ウォー
タジャケット中子の両端の巾木に対応する鋳型部分に巾
木係止部を設けるとともに、上記各巾木側には各巾木係
止部に係合する係合部を設けておき、これら各係合部を
それぞれ対応する巾木係止部に係合させて、位置決め及
び固定を行うのが一般的である。しかしながら、従来で
は、中子の位置ずれを防止するために、上記各係合部は
ともに巾木係止部に対し全ての方向について移動不能に
係合するように、その形状および寸法等が設定されてい
るので、中子はその両端の巾木部分で完全にリジッドに
固定されることになる。このため、鋳造時、溶湯が鋳造
キャビティ内に注入・充填された際には、金属製の鋳型
と鋳物砂を主原料とする中子との熱膨脹量の違いに起因
して、中子にクラックや折損が生じる場合があるという
問題もあった。

【０００７】更に、上記ウォータジャケット用およびオ
イルジャケット用の両中子を鋳型に対してそれぞれ個別
に組み付けるのではなく、予め両者を一体的に組み合わ
せておき、この組み合わせた中子を鋳型に組み付けるよ
うにすることも考えられるが、この場合についても、中
子どうしの温度差などによる熱膨脹量の差に起因して、
中子にクラックや折損等の不具合が生じる場合がある。

【０００８】また、周知のように、上記各中子は、通
常、鋳物砂を主原料としこれに樹脂を主成分とするバイ
インダを混入させて造形されるが、かかる中子を鋳型内
に組み付けて鋳造した場合、中子に含まれたバイインダ
が溶湯の熱でガス化し、このガスが鋳物製品内に残留す
ると所謂ガス欠陥を生じることとなる。従って、鋳造工
程においては、このようなガスを、溶湯が凝固しないう
ちに迅速に鋳型外部に排出させることが重要である。し
かし、上記ウォータジャケット中子およびオイルジャケ
ット中子は、上述のように共に長尺であるので、その内
部に発生したガスを迅速に鋳型外部に排出させることは
なかなかに難しいという問題もあった。

【０００９】尚、このように金属溶湯が注入・充填され
た鋳造キャビティ内にガスやエヤ等の気体が存在する場
合、かかる気体が鋳物製品内に残存することによる「鋳
巣」などの鋳造欠陥の発生を防止する上で、金属溶湯が
湯口にできるだけ遠い部分から凝固するように、鋳込み
工程後の溶湯の冷却に指向性を与えることが有効である
ことが知られている。金属溶湯をこのような指向性の下
に冷却・凝固させることにより、鋳造キャビティ内に存
在するガスは次第に湯口側に押しやられ、最終的にはこ
の湯口部分に溜まった状態で凝固を終えるようにするこ
とが可能となる。この湯口部分は、鋳造完了後に不要部
分として切断除去されるものであるので、鋳造製品自体
については、ガスが残存する惧れがそれだけが少なくて
済み、鋳造欠陥の発生を有効に抑制できるのである。

【００１０】特に、坩堝内の金属溶湯の湯面を加圧エア
等で加圧してストーク内の溶湯を押し上げ、この押し上
げられた溶湯を鋳型キャビティ内に供給して鋳造する、
所謂、低圧鋳造法では、上下の金型のうち下型側に湯口
が設けられることが多く、この場合、金属溶湯で満たさ
れたキャビティ内に存在するガスは湯口から遠い上型側
に上昇するのが一般的であるので、上述のような指向性
を持った溶湯の冷却を行うことがより重要となる。この
ような場合、鋳物砂を主原料としているので金属製の鋳
型に比べてはるかに熱を伝えにくい中子を利用して、か
かる冷却の指向性を実現することができれば、極めて好
都合である。

【００１１】この発明は、上記諸問題に鑑みてなされた
もので、シリンダヘッドを鋳造するに際して、２本の長
尺状の中子間の軸芯距離を正確に保ち、また、これら中
子の損傷を防止し、或いは、これら中子内部に生じるガ
スを迅速に鋳型外部に排出できるようにし、更には、鋳
造品のガス欠陥発生を抑制することを基本的な目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、本願の請求項
１の発明(以下、これを本願の第１の発明という。)に係
るシリンダヘッドの鋳型構造は、少なくとも第１および
第２の２本の長尺状の中子を型内に組み付けた後、鋳造
キャビティ内に溶湯を注入・充填してエンジンのシリン
ダヘッドを鋳造する鋳型において、上記両中子の両端部
には巾木が設けられ、第１中子はその巾木を介して鋳型
内に組み付けられており、第２中子は、その巾木が上記
第１中子の巾木に支持されることにより、鋳型内に組み
付けられていることを特徴としたものである。

【００１３】また、本願の請求項２に係る発明（以下、
これを本願の第２の発明という。）は、上記第１の発明
において、上記両中子の少なくとも一方の中子の巾木か
ら、鋳造時に当該中子および他方の中子で発生するガス
を吸引する吸引手段が設けられていることを特徴とした
ものである。

【００１４】更に、本願の請求項３に係る発明（以下、
これを本願の第３の発明という。）は、上記第１または
第２の発明において、上記各中子の巾木の内側面により
シリンダヘッドの側面に対応する鋳型面の少なくとも一
部が形成されていることを特徴としたものである。

【００１５】また更に、本願の請求項４に係る発明（以
下、これを本願の第４の発明という。）は、上記第１〜
第３のいずれか一の発明において、上記第１中子が組み
付けられる鋳型には、該第１中子の一端側および他端側
の各巾木にそれぞれ対応する部分に第１および第２の巾
木係止部がそれぞれ設けられる一方、上記第１中子の一
端側および他端側の各巾木には、上記第１および第２の
巾木係止部にそれぞれ係合する第１および第２の係合部
がそれぞれ設けられており、第１係合部は上記第１巾木
係止部に対して移動不能に係合する一方、第２係合部は
上記第２巾木係止部に対して中子の長手方向にのみ移動
可能でその他の方向には移動不能に係合することを特徴
としたものである。

【００１６】また更に、本願の請求項５に係る発明（以
下、これを本願の第５の発明という。）は、上記第４の
発明において、上記第１中子の一端側および他端側の各
巾木に第３および第４の巾木係止部がそれぞれ設けられ
る一方、上記第２中子の一端側および他端側の各巾木に
は、上記第３および第４の巾木係止部にそれぞれ係合す
る第３および第４の係合部がそれぞれ設けられており、
第３係合部は上記第３巾木係止部に対して移動不能に係
合する一方、第４係合部は上記第４巾木係止部に対して
中子の長手方向にのみ移動可能でその他の方向には移動
不能に係合することを特徴としたものである。

【００１７】また更に、本願の請求項６に係る発明（以
下、これを本願の第６の発明という。）は、上記第１〜
第５のいずれか一の発明において、上記鋳型は接離可能
に設けられた一対の上型および下型を備えており、上記
各巾木の外側面には、上記両型を閉じ合わせる際のガイ
ド用のテーパ部が設けられていることを特徴としたもの
である。

【００１８】また、更に、本願の請求項７に係る発明
（以下、これを本願の第７の発明という。）は、上記第
６の発明において、上記上型および下型の型閉じ方向と
略直交する方向にスライド可能で鋳造キャビティの側壁
の少なくとも一部を形成する可動側壁が上型に設けら
れ、該上型には、上記可動側壁の下側に位置して該可動
側壁のスライド動作を案内するガイド部が設けられてい
ることを特徴としたものである。

【００１９】また、更に、本願の請求項８に係る発明
（以下、これを本願の第８の発明という。）は、上記第
１〜第７のいずれか一の発明において、上記鋳型内に
は、上記第１および第２中子と略直交する方向へ延びる
第３の中子が、その巾木を鋳型側壁に支持させた状態で
組み付けられ、上記第３中子の巾木の内側面によりシリ
ンダヘッドの他の側面に対応する鋳型面の少なくとも一
部が形成されており、上記第３中子の巾木を支持する鋳
型側壁の少なくとも一部が砂壁で構成されていることを
特徴としたものである。

【００２０】また、本願の請求項９の発明（以下、これ
を本願の第９の発明という。）に係るシリンダヘッドの
鋳造方法は、少なくとも第１および第２の２本の長尺状
の中子を鋳型内に組み付けた後、鋳造キャビティ内に溶
湯を注入・充填してエンジンのシリンダヘッドを鋳造す
る鋳造方法において、上記両中子の両端部に巾木を設
け、第１中子はその巾木を介して鋳型内に組み付けると
ともに、第２中子は、その巾木を上記第１中子の巾木に
支持させることによって鋳型内に組み付け、その後に、
鋳造キャビティ内に溶湯を注入・充填することを特徴と
したものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、例
えば、自動車用エンジンのシリンダヘッドの鋳造に適用
した場合を例にとって、添付図面を参照しながら詳細に
説明する。図１および図２は、本実施の形態に係る鋳造
装置の正面説明図および側面説明図である。この鋳造装
置Ａは、所謂、低圧鋳造プロセス用のもので、下型ＤＬ
および上型ＤＵがそれぞれ下プラテン１および上プラテ
ン２に取り付けられ、該上プラテン２は下プラテン１に
対して上下方向に駆動される。つまり、上型ＤＵは下型
ＤＬに対して上下方向に移動でき、これにより両者が接
離可能（両者の型合わせ面どうしが当接した型閉じ状態
と両者が離間した型開き状態とを選択的に取り得る）と
されている。尚、後で詳しく説明するように、上記上型
ＤＵには、鋳造キャビティの側壁部を形成するスライド
動作可能な複数のサイド型が取り付けられている。

【００２２】上記下プラテン１の下側方には、鋳造時に
金属溶湯を供給するための保持炉ＦＨが配設され、溶湯
は下型ＤＬ側から供給されるようになっている。本実施
の形態では、シリンダヘッド鋳造用の材料として、例え
ばアルミニウム（Ａｌ）合金が用いられ、上記保持炉Ｆ
Ｈ内にはＡｌ合金の溶湯が貯えられる。この保持炉ＦＨ
は、好ましくは台車４（保持炉台車）上に固定されてお
り、この保持炉台車４を駆動することにより必要に応じ
て下プラテン１に対して移動できるようになっている。
尚、上記保持炉ＦＨの内部構造等およびかかる保持炉Ｆ
Ｈを用いて行う低圧鋳造法の概略については後述する。

【００２３】上記鋳造装置Ａには、上型ＤＵが上昇して
下型ＤＬとの間に型開き空間Ｋが形成されたときに該型
開き空間Ｋ内に進退出可能な２つの台車ＢＣ,ＢＰが備
えられている（図２においては、図面の複雑化を回避す
るために、その図示は省略されている）。第１の台車Ｂ
Ｐは、後で詳しく説明するように、基本的には下型ＤＬ
の湯口への金網のセットと上型ＤＵからの鋳造製品の取
り出しとを行うもので、以下、適宜、製品取り出し台車
と称する。また、第２の台車ＢＣは、後で詳しく説明す
るように、基本的には下型ＤＬへの中子等のセットと上
型ＤＵへの塗型剤の塗布とを行うもので、以下、適宜、
中子台車と称する。また、これら第１および第２台車Ｂ
Ｐ及びＢＣは、共通のレール３上を走行できるようにな
っている。尚、これら第１および第２台車ＢＰ及びＢＣ
の構造・作動等の詳細については後述する。

【００２４】次に、上記低圧鋳造装置Ａに備えられた保
持炉ＦＨについて説明する。図３は、保持炉ＦＨの内部
構造を模式的に示す保持炉および鋳型の縦断面説明図で
ある。この図に示すように、上記保持炉ＦＨは、上部が
開放された箱状に形成され、その内部には溶湯（金属溶
湯）を貯える坩堝５が担台５Ｂ上に支持された状態で収
納されている。保持炉ＦＨの内壁面には、坩堝５内の溶
湯を所定温度に加熱保持するヒータ８が配設されてい
る。また、保持炉ＦＨの上部開放口は着脱可能な炉蓋７
によって気密状に閉塞されており、これにより、保持炉
ＦＨの内部に上記坩堝５を覆う気密状の加圧室Ｒｐが形
成されている。

【００２５】上記炉蓋７の中央部には貫通孔７ｈが形成
され、この貫通孔７ｈにはストーク６が嵌装されてい
る。このストーク６は、その上側がデストリビュータ９
に連通する一方、その下部が坩堝５内の溶湯に浸漬せし
められている。上記デストリビュータ９は、鋳型Ｄに複
数の湯口Ｄｉが設けられている場合に、坩堝５からの溶
湯を各湯口Ｄｉに分配して供給するもので、保持炉ＦＨ
の上面（つまり炉蓋７の上面）と鋳型Ｄの下面（つまり
下型ＤＬの下面）との間に配置される。尚、本実施の形
態では、下型ＤＬに複数（例えば４個）の湯口Ｄｉが設
けられている。上記鋳型Ｄは、後述するように、上型Ｄ
Ｕと下型ＤＬと複数のサイド型ＤＳとで構成され、これ
ら各型のこれら上型ＤＵ，下型ＤＬ及び各サイド型ＤＳ
の各内面により形成される鋳造キャビティМｃの内部に
は、上から順にオイルジャケット中子ＣО、ウォーター
ジャケット中子ＣＷ及びポート中子ＣＰが配置されてい
る。このキャビティМｃは、下型ＤＬに形成された湯口
Ｄｉを介してデストリビュータ９の内部に連通してい
る。

【００２６】上記保持炉ＦＨには、加圧室Ｒｐに加圧エ
アを供給するエア供給路８１が設けられており、このエ
ア供給路８１を介して供給される加圧エアの圧力が坩堝
ＦＨ内の溶湯の湯面に作用することによりストーク６内
の溶湯が押し上げられる。そして、この押し上げられた
溶湯は、ストーク６からデストリビュータ９及び湯口Ｄ
ｉを介して、鋳型Ｄの鋳造キャビティМｃ内に供給・充
填されるようになっている。上記エア供給路８１には加
圧エアの供給及び停止の切換えを行う開閉式給気弁８２
が介設されると共に、この開閉式給気弁８２よりも上流
側のエア供給路８１には、加圧エアの圧力を調整する圧
力制御弁８３が介設されている。また、この圧力制御弁
８３にはその開度を制御するサーボ機構８４が付設され
ており、これら圧力制御弁８３及びサーボ機構８４によ
り、坩堝ＦＨ内の溶湯の湯面に加えられる圧力の加圧パ
ターンを変化させる圧力可変制御手段８５が構成されて
いる。

【００２７】一方、鋳型Ｄの上型ＤＵにはリング状の絶
縁体８６が挿着され、この絶縁体８６の両側における上
型ＤＵの各々の上部に、鋳造キャビティМｃ内に溶湯が
充填されたときに導通する２本の配線８７が接続されて
いる。更に、両配線８７は、これら両配線８７が互いに
導通したときに充填信号を送出する溶湯充填検知回路８
８に電気的に接続されている。上記絶縁体８６、配線８
７及び溶湯充填検知回路８８によって、溶湯のキャビテ
ィМｃ内への充填を検出する充填検知センサ８９が構成
されている。また、上記溶湯充填検知回路８８は、圧力
可変制御手段８５の加圧パターンを変化させる加圧パタ
ーン制御手段９０に電気的に接続され、該加圧パターン
制御手段９０には、溶湯の鋳造キャビティМｃ内への供
給開始後、予め設定された所定時間が経過したときに経
過信号を送出するタイマ９４が電気的に接続されてい
る。上記加圧パターン制御手段９０は、例えば所謂ＣＰ
Ｕ（中央演算処理装置）を内蔵しており、充填検知セン
サ８９からの充填信号またはタイマ９４からの経過信号
に基づいて、圧力可変制御手段８５の加圧パターンを変
化させるようになっている。

【００２８】図４は、上記鋳造装置Ａの加圧制御系統の
概略を示すブロック構成図である。この図に示すよう
に、上記加圧制御系統には、開閉式給気弁８２がОＮ
（オン）操作されて加圧室Ｒｐへの加圧エアの供給が開
始されたときにオン信号を出力する加圧開始信号スイッ
チ９５と、溶湯が鋳造キャビティМｃ内に充填されたと
き充填検知センサ８９より送出される充填信号によりオ
ン信号を出力する充填信号スイッチ９６と、鋳造が完了
したときにオン信号を出力する鋳造完了スイッチ９７と
が設けられ、これら各スイッチ９５,９６及び９７は加
圧パターン制御手段９０に電気的に接続されている。上
記タイマ９４は、この加圧パターン制御手段９０に接続
されると共に、加圧開始信号スイッチ９５及び鋳造完了
スイッチ９７が繋ぎ込まれている。そして、加圧開始信
号スイッチ９５からオン信号を受けると起動すると共
に、起動後、所定時間ｔ２が経過するとオン信号を出力
し、鋳造完了スイッチ９７からオン信号を受けるとリセ
ットするよう設定されている。

【００２９】上記加圧パターン制御手段９０は、より好
ましくは、第１および第２の二つのＣＰＵ９１及び９２
を有している。第１ＣＰＵ９１は、加圧開始信号スイッ
チ９５からオン信号を受けると圧力可変制御手段８５を
制御して加圧室Ｒｐ内の圧力を急速に上昇させる一方、
加圧開始後、所定時間ｔ１が経過した後は圧力上昇速度
を遅くし、充填信号スイッチ９６又はタイマ９４の何れ
かからオン信号を受けるとその時点での圧力を維持し、
鋳造完了スイッチ９７からオン信号を受けると加圧室Ｒ
ｐ内の圧力を常圧に戻す加圧パターンの第１加圧信号を
出力するように設定されたＣＰＵである。

【００３０】また、第２ＣＰＵ９２は、充填信号スイッ
チ９６又はタイマ９４のいずれかからオン信号を受ける
と加圧室Ｒｐ内の圧力を上昇させ、この圧力が所定値に
達するとその時点での圧力を維持し、鋳造完了スイッチ
９７からオン信号を受けると加圧室Ｒｐ内の圧力を常圧
に戻す加圧パターンの第２加圧信号を出力するように設
定されたＣＰＵである。このように加圧パターンが互い
に異なる第１,第２の加圧信号をそれぞれ出力する第１,
第２のＣＰＵ９１,９２と加算回路９３とで加圧パター
ン制御手段９０が構成されている。上記加算回路９３
は、第１ＣＰＵ９１からの第１加圧信号と第２ＣＰＵ９
２からの第２加圧信号とを加算する回路であり、その加
算信号を上述のサーボ機構８４に送出するようになって
いる。

【００３１】次に、上記低圧鋳造装置Ａで用いられる鋳
型Ｄについて説明する。図５は、上型ＤＵ側を型合わせ
面側から（つまり下側から）見てその構造を模式的に示
した底面説明図である。上型ＤＵは、前述のように、下
型ＤＬに対して上下方向に接離可能に設けられ、この上
型ＤＵに、鋳造キャビティの側壁部を形成するスライド
動作可能な複数のサイド型ＤＳ（ＤＳ１，ＤＳ２及びＤ
Ｓ３）が取り付けられている。また、本実施の形態で
は、鋳型Ｄは、より好ましくは、１回の鋳造工程で２個
の鋳造品得るようにした、所謂、２個取り用の鋳型とさ
れ、図５から分かるように、上型ＤＵにおいても、１つ
の型盤１１０に左右対称に２つの型部が形成されてい
る。

【００３２】これら左右の各型部には、その中央部に複
数（本実施の形態では４個）のプラグ孔形成用の突出部
１１１が設けられるとともに、その両側にそれぞれ複数
（本実施の形態ではそれぞれ５個）のボルト孔形成用の
突出部１１２が設けられている。上記プラグ孔形成用の
突出部１１１は、シリンダヘッドに点火プラグを挿入さ
せる孔部を形成するためのものであり、また、ボルト孔
形成用の突出部１１２はシリンダヘッドにボルト孔を形
成するためのものである。尚、上記各鋳型（上型ＤＵ,
下型ＤＬ及びサイド型）は、いずれも例えば鋼製とされ
ている。

【００３３】上型ＤＵには、複数（本実施の形態では合
計６個）のサイド型ＤＳ（ＤＳ１,ＤＳ２及びＤＳ３が
それぞれ２組）が取り付けられ、これら各サイド型ＤＳ
１,ＤＳ２及びＤＳ３にはそれぞれシリンダ装置１２１,
１２２及び１２３（サイド型駆動シリンダ）が付設され
ている。そして、これらシリンダ装置１２１,１２２及
び１２３を駆動することによって、各サイド型ＤＳ１,
ＤＳ２及びＤＳ３をそれぞれ上型ＤＵの型盤１１０に沿
って（つまり、上型ＤＵと下型ＤＬの型閉じ方向と略直
交する方向に）スライドできるようになっている。

【００３４】これらサイド型ＤＳ１,ＤＳ２及びＤＳ３
は、後述するように鋳造時および塗型剤塗布時など、鋳
型Ｄを閉じて鋳造キャビティを形成する際には、図５に
示されるように、それぞれ内方にスライド駆動されて閉
じ合わされる。一方、鋳造完了後に鋳造品を鋳型Ｄ内か
ら取り出す際には、上型ＤＵを上昇させて上下の鋳型Ｄ
Ｕ,ＤＬを型開きした後、これらサイド型ＤＳ１,ＤＳ２
及びＤＳ３も、それぞれ外方にスライド駆動されて型開
きされるようになっている。

【００３５】尚、後述するように、下型ＤＬについて
も、上型ＤＵに対応して１つの型盤１３０に左右対称に
２つの型部が形成されており、その左右の型部の中央に
は、両型部を仕切るようにして砂壁１３８が取り付けら
れる。この砂壁１３８は、より好ましくは、下型ＤＬに
中子ＣО,ＣＷ及びＣＰを組み付ける際に同一の組付工
程で下型ＤＬに組み付けられる。そして、このように、
下型ＤＬに中子ＣО,ＣＷ及びＣＰ並びに砂壁１３８を
組み付けた状態で、上型ＤＵを下降させて上下の鋳型Ｄ
Ｕ,ＤＬを閉じ合わせると、上型ＤＵの左右の型部の中
央には、下型ＤＬに組み付けられた砂壁１３８が位置し
て、左右の各シリンダヘッドの鋳造キャビティの側壁の
一つが形成されることになる。すなわち、各シリンダヘ
ッドの鋳造キャビティは、上型ＤＵに設けられた３個の
可動サイド型ＤＳ１,ＤＳ２及びＤＳ３と、下型ＤＬに
セットされた固定砂壁１３０とで、その側面に対応した
鋳型面（側壁面）が形成されるようになっている。

【００３６】図６は、下型ＤＬの平面説明図である。
尚、この下型ＤＬについても、１つの型盤に左右対称に
２つの型部が形成されているが、図６においては、片側
（右側）の型部のみを図示し、左右が対象である点を除
いてはこれと全く同一に形成されている他側（左側）の
型部については、その詳細な図示は省略されている。こ
の下型ＤＬには、図７にも示すように、左右の各型部
に、後述するように中子ＣО,ＣＷ及びＣＰを組み付け
るための巾木受け部が設けられている。すなわち、各型
部の長手方向に所定間隔を隔てて配置された第１および
第２の巾木受け部１３１及び１３２と、各型部の長手方
向に沿って延びるように互いに所定間隔を隔てて配置さ
れた第３および第４の巾木受け部１３３及び１３４とが
設けられている。

【００３７】上記第１および第２の巾木受け部１３１及
び１３２は、前述のウォータジャケット中子ＣＷを組み
付けるための巾木受け部であり、該ウォータジャケット
中子ＣＷの巾木を受け合うものである。また、上記第３
および第４の巾木受け部１３３及び１３４は、前述のポ
ート中子ＣＰの巾木を組み付けるための巾木受け部であ
り、該ポート中子ＣＰの巾木を受け合うものである。以
上の巾木受け部１３１〜１３４を用いて、図８に詳しく
示すように、上から順にオイルジャケット中子ＣО、ウ
ォータージャケット中子ＣＷ及びポート中子ＣＰが、下
型ＤＬに対して組み付けられる。

【００３８】以下、これら各中子ＣО,ＣＷ及びＣＰの
下型ＤＬへの組付方法について説明する。本実施の形態
では、共にシリンダヘッドの長手方向に延びるように、
且つ、上下に配置されるオイルジャケット中子ＣОとウ
ォータジャケット中子ＣＷについて、下側に配置される
ウォータジャケット中子ＣＷは、その両端部に設けられ
た第１および第２の巾木部１４１及び１４２を介して下
型ＤＬに組み付けられ、オイルジャケット中子ＣОは、
その両端部に設けられた巾木１４３及び１４４が上記ウ
ォータジャケット中子ＣＷに支持されることにより下型
ＤＬに組み付けられている。尚、本明細書において「巾
木」というときは、中子本体部と一体に設けられたも
の、及び別体に設けて中子本体と組み合わせて用いられ
るもののいずれをも含むものとする。

【００３９】すなわち、図１１に示すように、下側にセ
ットされるウォータジャケット中子ＣＷは、その両端部
に第１及び第２の巾木部１４１及び１４２が設けられ、
各巾木部１４１,１４２には、下方に開口する凹状の第
１および第２の係合部１４１ｈ及び１４２ｈがそれぞれ
形成されている。一方、下型ＤＬの第１および第２の巾
木受け部１３１及び１３２には、上方に突出する凸状の
第１および第２の巾木係止部１３１ａ及び１３２ａがそ
れぞれ形成されている。そして、第１および第２の巾木
部１４１及び１４２の各係合部（第１および第２の係合
部１４１ｈ及び１４２ｈ）を第１および第２の巾木受け
部１３１及び１３２の各巾木係止部（第１および第２の
巾木係止部１３１ａ及び１３２ａ）にそれぞれ上方から
嵌め込んで係合させることにより、ウォータジャケット
中子ＣＷが下型ＤＬに組み付けられている。

【００４０】また、上側にセットされるオイルジャケッ
ト中子ＣОについても、その両端部に巾木部１４３及び
１４４（第３および第４巾木部）が設けられ、各巾木部
１４３,１４４には、ウォータジャケット中子ＣＷの場
合と同様の下方に開口する凹状の第３および第４の係合
部１４３ｈ及び１４４ｈがそれぞれ形成されている。一
方、ウォータジャケット中子ＣＷの第１および第２の巾
木部１４１及び１４２の上面には、上方に突出する凸状
の第３および第４の巾木係止部１４１ａ及び１４２ａが
それぞれ形成されている。

【００４１】そして、第３および第４の巾木部１４３及
び１４４の各係合部（第３および第４の係合部１４３ｈ
及び１４４ｈ）を第１および第２の巾木部１４１及び１
４２の上面に形成された各巾木係止部（第３および第４
の巾木係止部１４１ａ及び１４２ａ）にそれぞれ上方か
ら嵌め込んで係合させることにより、オイルジャケット
中子ＣОが、ウォータジャケット中子ＣＷの各巾木部１
４１及びＢ１４２を介して下型ＤＬに組み付けられてい
る。尚、上型ＤＵを下降させて上下の鋳型ＤＵ及びＤＬ
を閉じ合わせた際には、上記オイルジャケット中子ＣО
の巾木部１４３及び１４４の上面側に、上型ＤＵと共に
下降して来たサイド型ＤＳ１及びＤＳ２の上内面が当接
するようになっている。

【００４２】このように、２本の長尺状の中子ＣＷ,Ｃ
Оのうち、上側に配置されるオイルジャケット中子ＣО
はその巾木１４３及び１４４が、下側に配置されるウォ
ータジャケット中子ＣＷの巾木１４１及び１４２に支持
されることによって下型ＤＬに組み付けられているの
で、両中子ＣＷ,ＣОは互いの巾木を介して一体的に鋳
型（下型ＤＬ）内に組み付けられることになり、両者Ｃ
Ｗ,ＣОをそれぞれ個別に鋳型に組み付ける場合に比べ
て、両中子ＣＷ,ＣОの軸芯間の距離を極めて安定して
一定値に保つことができる。これにより、各中子ＣＷ,
ＣОに対応する通路（ウォータジャケット及びオイルジ
ャケット）間の肉厚管理を確実に行うことができるので
ある。

【００４３】また、かかる構成を採用することにより、
予め両中子ＣＷ,ＣОを一体的に組み合わせておき、こ
の組み合わせた中子（ＣＷ＋ＣО）を下型ＤＬに組み付
けるようにすることも可能になり、中子組付工数を削減
でき、また、自動組付を行う場合にあっては、アクチュ
エータの数も少なくて済み、中子組付装置の構造の簡素
化を図ることができる。

【００４４】更に、本実施の形態では、図１２及び図１
３に詳しく示すように、上記第１係合部１４１ｈの内面
と第１巾木係止部１３１ａの外面とは、その形状および
寸法が実質的に略同じになるように設定されており、第
１係合部１４１ｈは第１巾木係止部１３１ａに対して、
その全面（テーパ面を含めて４面）について隙間無く、
従って、全面について移動不能に係合するようになって
いる。また、上記第２巾木係止部１３２ａは、中子ＣＷ
の長手方向についてのみ、その凸部の厚さ寸法が第２係
合部１４２ｈの凹部幅よりも所定量だけ小さく設定さ
れ、かつ、中子ＣＷを下型ＤＬに組み付けた時点で、第
２巾木係止部１３２ａの長手方向における両側に一定量
以上の隙間が設けられるように、両者の位置関係が設定
されている。

【００４５】一方、図１２から良く分かるように、中子
ＣＷの横方向につては、上記第２係合部１４２ｈの内面
寸法と第２巾木係止部１３２ａの外面寸法とが実質的に
略同じになるように設定されており、第２係合部１４２
ｈは第２巾木係止部１３２ａに対して、その横方向につ
いて隙間無く、従って、この方向について移動不能に係
合するようになっている。すなわち、上記第２係合部１
４２ｈは第２巾木係止部１３２ａに対して中子ＣＷの長
手方向にのみ移動可能でその他の方向には移動不能に係
合するようになっている。

【００４６】このように、下型ＤＬに対して直接に組み
付けられるウォータジャケット中子ＣＷの一端側に設け
られた第１係合部１４１ｈは鋳型（下型ＤＬ）の第１巾
木係止部１３１ａに対して移動不能に係合する一方、上
記ウォータジャケット中子ＣＷの他端側に設けられた第
２係合部１４２ｈは下型ＤＬの第２巾木係止部１３２ａ
に対して中子ＣＷの長手方向にのみ移動可能でその他の
方向には移動不能に係合するので、中子ＣＷの位置ずれ
を招くことなく正確に位置決めを行った上で、中子ＣＷ
の長手方向については、当該中子ＣＷと下型ＤＬの熱膨
脹量の差を有効に吸収することができ、この熱膨脹量の
相違に起因して、中子ＣＷにクラックや折損等の不具合
が生じることを防止できるのである。

【００４７】また、上記ウォータジャケット中子ＣＷの
両端部の各巾木１４１及び１４２に設けた第３および第
４の巾木係止部１４１ａ及び１４２ａと、ウォータジャ
ケット中子ＣＷの上方に配置されるオイルジャケット中
子ＣОの両端部の各巾木１４３及び１４４に設けた第３
および第４の係合部１４３ｈ及び１４４ｈとについて
も、下型ＤＬに設けた第１および第２巾木係止部１３１
ａ及び１３２ａとウォータジャケット中子ＣＷに設けた
第１および第２の係合部１４１ｈ及び１４２ｈとの組み
合わせにおける場合と同様の構成により、第３係合部１
４３ｈは上記第３巾木係止部１４１ａに対して移動不能
に係合する一方、第４係合部１４４ｈは上記第４巾木係
止部１４２ａに対して中子の長手方向にのみ移動可能で
その他の方向には移動不能に係合するようになってい
る。

【００４８】これにより、オイルジャケット中子ＣОの
ウォータジャケット中子ＣＷに対する位置ずれを招くこ
となく正確に位置決めを行った上で、これら中子の長手
方向については、両者ＣО,ＣＷの熱膨脹量の差を有効
に吸収することができる。その結果、中子ＣО,ＣＷど
うしを予めセットする際あるいは鋳造時などにおいて、
両者ＣО,ＣＷの熱膨脹量の相違に起因して、中子ＣО
及び／又はＣＷにクラックや折損等の不具合が生じるこ
とも防止できるのである。

【００４９】また、本実施の形態では、鋳造時に上記２
本の長尺の中子（オイルジャケット中子ＣО及びウォー
タジャケット中子ＣＷ）で発生するガスを各中子ＣО,
ＣＷの巾木部分から吸引して外部に排出するようにして
いる。すなわち、図１４に詳しく示すように、例えば、
オイルジャケット中子ＣОの第４巾木部１４４及びウォ
ータジャケット中子ＣＷの第２巾木部１４２側では、上
型ＤＵを下降させて上下の鋳型ＤＵ及びＤＬを閉じ合わ
せた際に、上記各巾木部１４４及び１４２の外面と、第
２巾木受け部１３２の外面を含む下型ＤＬの表面と、オ
イルジャケット中子ＣОの巾木部１４４の上面側に当接
するサイド型ＤＳ１の内面とで、密閉空間１０１が形成
される。

【００５０】上記サイド型ＤＳ２の側面には、この密閉
空間１０１に連通する例えば可撓性のホース１０２の一
端が繋ぎ込まれており、該ホース１０２の他端側はガス
吸引手段としての真空ポンプ１０３に接続されている。
そして、この真空ポンプ１０３を駆動して密閉空間１０
１内を吸引することにより、オイルジャケット中子ＣО
及びウォータジャケット中子ＣＷのバインダが鋳造時に
ガス化することによって生じたガスが吸引されて鋳造キ
ャビティの外部に排出されるようになっている。

【００５１】このように、上記両中子ＣО及びＣＷの巾
木部分１４４及び１４２から、鋳造時にこれら中子ＣО
及びＣＷで発生するガスを吸引する吸引手段１０３（真
空ポンプ）が設けられているので、中子ＣО及びＣＷが
長尺物であっても、その内部に発生したガスをその巾木
部分１４４及び１４２から強制的に吸引して迅速に鋳造
キャビティの外部に排出させ、得られた鋳物にガス欠陥
が生じることを効果的に防止できるのである。

【００５２】尚、この場合において、両中子ＣО及びＣ
Ｗは互いの巾木部分１４４及び１４２を介して一体的に
鋳型（下型ＤＬ）内に組み付けられているので、たとえ
一方の中子が上記密閉空間１０１内に面しておらず、真
空ポンプ１０３から実質的に遮断されている場合であっ
ても、他方の中子の巾木からガスの吸引が行われるの
で、上記一方の中子の内部で発生したガスも有効に鋳型
外部に排出することが可能である。

【００５３】また、本実施の形態では、上述のようにし
てウォータジャケット中子ＣＷとオイルジャケット中子
ＣОとを下型ＤＬに対して組み付けることにより、これ
ら中子ＣＷおよびＣОの各巾木の内側面によってシリン
ダヘッドの側面に対応する鋳型面の少なくとも一部が形
成されているようになっている。すなわち、ウォータジ
ャケット中子ＣＷの巾木部分１４１及び１４２の各内面
１４１ｆ及び１４２ｆ（図１１参照）とオイルジャケッ
ト中子ＣО巾木部分１４３及び１４４の各内面１４３ｆ
及び１４４ｆが、シリンダヘッドの側面に対応する鋳型
面の少なくとも一部をなしている。

【００５４】このように、上記各中子ＣＷ及びＣОの巾
木１４１〜１４４の内側面１４１ｆ〜１４４ｆによりシ
リンダヘッドの側面に対応する鋳型面の少なくとも一部
を形成することにより、中子ＣＷ及びＣОの巾木１４１
〜１４４を利用して鋳型面の一部を形成することができ
る。この場合、鋳物砂を主原料とする中子の側面で鋳型
面の一部が形成された鋳型部分への伝熱は他の鋳型部分
に比べて大幅に抑制されるので、鋳込み工程後の溶湯の
冷却に指向性を与えることが可能となる。

【００５５】これにより、上記ウォータジャケット中子
ＣＷが組み付けられる側の鋳型（下型ＤＬ）に設けられ
た湯口Ｄｉから遠い側の鋳型（上型ＤＵ）への熱の伝達
を抑制し、金属溶湯が湯口Ｄｉにできるだけ遠い部分か
ら凝固するように、鋳込み工程後の溶湯の冷却に指向性
を与えることが可能となる。すなわち、鋳込み工程後の
金属溶湯をこのような指向性の下に冷却・凝固させるこ
とにより、鋳造キャビティ内に存在するガスは次第に湯
口Ｄｉ側に押しやられ、最終的にはこの湯口部分に溜ま
った状態で凝固を終えるようにすることが可能となる。
この湯口部分は、鋳造完了後に不要部分として切断除去
されるものであるので、鋳造製品自体については、ガス
が残存する惧れがそれだけが少なくて済み、鋳造欠陥の
発生を有効に抑制できるのである。

【００５６】更に、図７〜図９から良く分かるように、
下型ＤＬには、上記ウォータジャケット中子ＣＷ及びオ
イルジャケット中子ＣОと略直交する方向へ延びる第３
の中子として、シリンダヘッドの給排気ポートに対応し
たポート中子ＣＰが、その巾木１４５,１４６を巾木受
け部１３５,１３６を含む鋳型側壁に支持させた状態で
組み付けられており、これらポート中子ＣＰの巾木１４
５,１４６の内側面１４５ｆ,１４６ｆによりシリンダヘ
ッドの他の側面に対応する鋳型面の少なくとも一部が形
成されている。また、特に、図７における左側（つま
り、下型ＤＬの中央側で、図８においては右側）のポー
ト中子ＣＰについては、その巾木１４５を支持する鋳型
側壁の少なくとも一部が砂壁１３８で構成されている。

【００５７】従って、シリンダヘッドの他の側面に対応
する鋳型面を含む鋳型部分についても、上記と同様の理
由により、他の鋳型部分に比べて伝熱が大幅に抑制され
るので、金属溶湯が湯口Ｄｉにできるだけ遠い部分から
凝固するように、鋳込み工程後の溶湯の冷却に指向性が
与えられ、鋳造欠陥の発生の抑制に貢献することができ
る。

【００５８】また、更に、本実施の形態では、図１１か
ら良く分かるように、上記ウォータジャケット中子ＣＷ
の巾木１４１の外側面およびオイルジャケット中子ＣО
の巾木１４３の外側面に、上型ＤＵを下型ＤＬに対して
閉じ合わせる際に、サイド型ＤＳ１のテーパ状内面１２
７をスムースに案内するガイド用のテーパ部１４１ｇ及
び１４３ｇが設けられている。上記各中子ＣＷ及びＣО
の巾木１４１及び１４３の外側面にこのようなガイド用
のテーパ部１４１ｇ及び１４３ｇが設けられているの
で、上型ＤＵを下型ＤＬに対して閉じ合わせる際には、
特にガイド部を別設する必要なしに、両型の閉じ合わせ
動作をスムースに行わせることができるのである。

【００５９】また、更に、本実施の形態では、図８から
良く分かるように、上記ポート中子ＣＰの巾木１４６の
外側面に、上型ＤＵを下型ＤＬに対して閉じ合わせる際
に、サイド型ＤＳ３のテーパ状内面１２６をスムースに
案内するガイド用のテーパ部１４６ｇが設けられてい
る。また、より好ましくは、巾木受け部１３６の外側面
にも同様のテーパ部１３６ｇが設けられている。上記ポ
ート中子ＣＰの巾木１４６の外側面にこのようなガイド
用のテーパ部１４６ｇが設けられ、また、より好ましく
は、巾木受け部１３６の外側面にも同様のテーパ部１３
６ｇが設けられているので、上型ＤＵを下型ＤＬに対し
て閉じ合わせる際には、特にガイド部を別設する必要な
しに、両型の閉じ合わせ動作をスムースに行わせること
ができる。

【００６０】また、更に、本実施の形態では、上型ＤＵ
及び下型ＤＬの型閉じ方向と略直交する方向にスライド
可能なサイド型ＤＳ（ＤＳ１〜ＤＳ３）が上型ＤＵに設
けられているが、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示す
ように、この上型ＤＵには、上記サイド型ＤＳの下側に
位置して該サイド型ＤＳのスライド動作を案内する下ガ
イド部１１９ａが設けられている。この下ガイド部１１
９ａの両端部はそれぞれ横ガイド部１１９ｂに連結され
ており、これら一対の横ガイド部１１９ｂと上記下ガイ
ド部１１９ａとで、サイド型ＤＳのスライド動作を案内
するためのフレーム状のスライドガイド１１９が形成さ
れている。これにより、特にガイド部を別設する必要な
しに、上記サイド型ＤＳのスライド動作をスムースに行
わせることができる。

【００６１】本実施の形態では、上記鋳型Ｄに、鋳込み
後の金属溶湯の凝固を促進し、また、鋳型Ｄに塗型剤を
塗布する際の鋳型Ｄの温度（型温）を適正に保つため
に、鋳型Ｄの型温を所定範囲に冷却制御するようにして
いる。次に、本実施の形態に係る鋳型Ｄの冷却制御につ
いて説明する。まず、上型ＤＵの冷却制御について説明
する。前述のように、上型ＤＵの左右の各型部には、そ
の中央部に複数のプラグ孔形成用の突出部１１１が設け
られるとともに、その両側にそれぞれ複数のボルト孔形
成用の突出部１１２が設けられている（図５参照）。本
実施の形態では、これら突出部１１１及び１１２に上型
ＤＵの冷却制御機構が設けられている。

【００６２】すなわち、図１５および図１６に示すよう
に、プラグ孔形成用の突出部１１１の内部には、その軸
線方向に伸長する空洞部１１１ｈが設けられ、各空洞部
１１１ｈには、特に図１６に詳しく示すように、冷却媒
体を空洞部１１１ｈの内部に導入する導入パイプ１１４
と、冷却媒体を空洞部１１１ｈの外部に排出する排出パ
イプ１１５とが、それぞれ挿入されている。上記導入パ
イプ１１４は冷却媒体の供給源（不図示）に接続され、
一方、上記排出パイプ１１５は冷却媒体の回収装置（不
図示）に接続されている。上記導入パイプ１１４及び冷
却媒体の供給源（不図示）並びに排出パイプ１１５及び
冷却媒体の回収装置（不図示）を含む冷却媒体循環系が
上記プラグ孔形成用の突出部１１１における冷却手段を
構成している。

【００６３】また、図１７に詳しく示すように、ボルト
孔形成用の突出部１１２の内部にも、その軸線方向に伸
長する空洞部１１２ｈが設けられ、各空洞部１１２ｈに
は、冷却媒体を空洞部１１２ｈの内部に導入する導入パ
イプ１１６が挿入されている。このボルト孔成形用の突
出部１１２の場合には、空洞部１１２ｈ内に導入された
冷却媒体は、空洞部１１２ｈの開口から外部に排出され
るようになっている。上記導入パイプ１１６は、プラグ
孔形成用の突出部１１１用のものとは異なる冷却媒体供
給源（不図示）に接続されており、この冷却媒体供給源
および導入パイプ１１６を含む冷却媒体供給系によっ
て、上記ボルト孔形成用の突出部１１２における冷却手
段が構成されている。

【００６４】本実施の形態では、鋳込み後の金属溶湯の
冷却に適正な指向性を持たせ、欠陥の少ない高品質の鋳
造品を得られるようにするために、各突出部１１１,１
１２にそれぞれ設けられた冷却手段について、鋳型ＤＵ
の中央に比較的近い内側の突出部（つまり、プラグ孔形
成用の突出部１１１）のものが、型周囲に比較的近い外
側の突出部（つまり、ボルト孔形成用の突出部１１２）
のものよりも冷却能力が大きく設定されている。具体的
には、上記プラグ孔形成用の突出部１１１に設けた冷却
手段の冷却媒体に液体（例えば水）が用いられ、ボルト
孔形成用の突出部１１２に設けた冷却手段の冷却媒体に
は気体（例えばエア）が用いられている。

【００６５】このように、上型ＤＵに設けられた孔部形
成用の各突出部１１１及び１１２に冷却手段を設けたの
で、湯口Ｄｉから遠い側の鋳型（上型ＤＵ）を積極的に
冷却して金属溶湯が湯口Ｄｉにできるだけ遠い部分から
凝固するように、鋳込み工程後の溶湯の冷却に指向性を
与えることが可能となる。また、複数の突出部１１１及
び１１２に設けた冷却手段について、型中央に比較的近
い内側のプラグ孔形成用の突出部１１１のものが型周囲
に比較的近い外側のボルト孔形成用の突出部１１２のも
のよりも冷却能力が大きく設定されているので、鋳造キ
ャビティの中央側部分と外側部分とについても、金属溶
湯ができるだけ中央側部分から徐々に冷却されるような
指向性を持った溶湯の冷却を行うことができるようにな
る。

【００６６】すなわち、鋳込み後の金属溶湯を凝固させ
るに際して、上記冷却手段を設けることによって溶湯の
凝固を促進するとともに、単に凝固速度を高めるだけで
なく、シリンダヘッド特有の形状を利用して、適正な指
向性を持った冷却を行わせるようにすることができ、ガ
ス欠陥等の不具合の発生を有効に抑制して高品質の鋳造
品をより安定して得ることができるのである。

【００６７】特に、上記内側のプラグ孔形成用の突出部
１１１に設けた冷却手段の冷却媒体が液体（水）であ
り、外側のボルト孔形成用の突出部１１２に設けた冷却
手段の冷却媒体は気体（エア）であるので、液体と気体
の熱伝達特性の違いを利用して、複数の突出部１１１及
び１１２に設けた冷却手段に関し、型中央に比較的近い
内側の突出部１１１のものが型周囲に比較的近い外側の
突出部１１２のものよりも冷却能力が大きくなるような
設定を確実に行うことができる。

【００６８】また、特に、上記各突出部１１１及び１１
２は、少なくとも、シリンダヘッドの中央に比較的近い
プラグ孔とシリンダヘッドの周囲に比較的近いボルト孔
にそれぞれ対応しているので、シリンダヘッドに特有の
プラグ孔およびボルト孔を利用して、鋳込み後の金属溶
湯に適正な指向性を持った冷却凝固を行わせることがで
きるのである。

【００６９】更に、本実施の形態では、上記内側の突出
部（つまり、プラグ孔形成用の突出部１１１）につい
て、これに設けた冷却手段の冷却作動休止後、突出部１
１１の空洞部１１１ｈ内に残留した冷却媒体（つまり液
体）を排除するために、具体的には図示しなかったが、
空洞部１１１ｈ内をエアパージするパージエア供給パイ
プ（残留液体排除手段）が設けられている。このような
残留液体排除手段を設けたことにより、冷却媒体として
の液体が突出部１１１の空洞部１１１ｈ内に温度制御さ
れない状態で残留することにより、次サイクルの鋳造時
に当該突出部１１１の冷却手段を作動させた際に温度制
御の精度が低下することを確実に防止できるのである。
また、突出部１１１の空洞部１１１ｈ内での錆の発生も
防止できる。

【００７０】次に、下型ＤＬの冷却制御について説明す
る。本実施の形態では、図１５に示すように、下型ＤＬ
に、特定方向以外の方向における熱伝播が抑制されるよ
うに設定したスポット冷却機構１５１が設けられてい
る。該スポット冷却機構１５１は、下型ＤＬの所定部位
に形成された取付穴１５６に嵌合される本体部１５２
と、該本体部１５２内に形成された冷却媒体通路１５２
ｈに冷却媒体を供給する供給パイプ１５３と、上記冷却
媒体通路１５２ｈから冷却媒体を排出させる排出パイプ
１５４とを備えている。上記本体部１５２は、その内部
に冷却媒体通路１５２ｈが設けられることにより略筒状
に形成されている。

【００７１】上記供給パイプ１５３は冷却媒体の供給源
（不図示）に接続され、一方、上記排出パイプ１５４は
冷却媒体の回収装置（不図示）に接続されている。上記
本体部１５２の内部に形成された冷却媒体通路１５２ｈ
と、上記供給パイプ１５３及び冷却媒体の供給源（不図
示）並びに排出パイプ１５４及び冷却媒体の回収装置
（不図示）とで、スポット冷却機構１５１の冷却媒体循
環系が構成されている。

【００７２】上記スポット冷却機構１５１は、その本体
部１５２の外周部が下型ＤＬに設けられた取付穴１５６
に嵌合し、上記本体部１５２の先端面が鋳造キャビティ
Мｃ内に臨んでいる。このように、上記スポット冷却機
構１５１は、その一端面が鋳造キャビティМｃ内に臨ん
でいるので、この部分の金属溶湯を本体部１５２の長手
軸方向に指向性を持たせて選択的に冷却することができ
る。また、上記本体部１５２は外周部が下型ＤＬに設け
た取付穴１５６に嵌合しているので、この嵌合部を境界
として熱の伝達特性を変化させることが可能となる。

【００７３】本実施の形態では、下型ＤＬが鋼製である
のに対して、上記本体部１５２を例えばアルミニウム合
金製として、両者の材質を変えることにより、両者の嵌
合部を境界として熱の伝達特性を変化させ、スポット冷
却機構１５１による冷却に上述の指向性を持たせるよう
にしている。尚、この替わりに或いはこれに加えて、両
者の嵌合部に隙間を設けて嵌合部からの熱伝達を抑制す
るようにしても良い。また、両者の嵌合部に例えばセラ
ミック溶射層などの断熱層を設けることなどにより、本
体部１５２の長手軸方向以外の方向における熱伝播が抑
制されるようにしても良い。

【００７４】以上のように、下型ＤＬに所定方向（本体
部１５２の長手軸方向で鋳造キャビティМｃに臨む方
向）以外の方向における熱伝播が抑制されるように設定
したスポット冷却機構１５１を設けたことにより、鋳型
キャビティМｃ内の金属溶湯の特定部分について所定方
向の指向性を持った冷却凝固を行わせることができ、ガ
ス欠陥等の不具合の発生を有効に抑制して高品質の鋳造
品をより安定して得ることができるのである。

【００７５】また、前述のように、本実施の形態では、
シリンダヘッドの側面に対応する鋳型面の一部が砂壁で
形成され、下型ＤＬに砂壁１３８が組み付けられるが、
上記スポット冷却機構１５１はこの砂壁１３８の近傍に
設けられている（図6及び図７参照）。尚、このスポッ
ト冷却機構１５１は、砂壁１３８の近傍でも湯口Ｄｉか
らできるだけ離れた部位に設けられる。このように、砂
壁１３８の近傍に上記スポット冷却機構１５１を設ける
ことにより、熱伝達性が低く冷却されにくい砂壁１３８
の近傍を選択的に強制冷却することができる。

【００７６】更に、本実施の形態では、前述のように、
下型ＤＬの下方に、各湯口Ｄｉを介して鋳造キャビティ
Мｃ内に注入される金属溶湯を供給する溶湯供給部とし
てのデスとリビュータ９が設けられている。一方、下型
ＤＬの下面側には所定深さの凹部１０５が形成されてお
り、この凹状の空間部１０５に上記スポット冷却手機構
１５１の冷却媒体経路としての上記供給パイプ１５３及
び排出パイプ１５４が配置されている。また、この凹状
の空間部１０５に、上記デストリビュータ９と湯口Ｄｉ
とを連通させる連通筒１０６が配設されている。尚、各
湯口Ｄｉには、鋳造キャビティМｃ内に鋳造品の機械的
特性に悪影響を及ぼす異物等が混入することを防止する
ために、スクリーンメッシュ（金網１０９）が取り付け
られる。この金網１０９は、通常、鋳造品の取り出しに
伴なって除去されるものであり、各鋳造サイクル毎に新
たに取り付けられる。

【００７７】このように、下型ＤＬの下方に湯口Ｄｉを
介して鋳造キャビティМｃ内に注入される溶湯を供給す
る溶湯供給部９（デストリビュータ）が設けられてお
り、該デストリビュータ９と下型ＤＬとの間に所定の空
間部１０５を設け、該空間部１０５に上記スポット冷却
機構１５１用の冷却媒体経路１５３及び１５４を配置す
るとともに、上記デストリビュータ９と湯口Ｄｉとを連
通させる連通筒１０６が設けられているので、通常、ス
ペースを確保することが難しい下型ＤＬの下方に支障無
く冷却媒体経路１５３及び１５４を設けることができ、
上記スポット冷却機構１５１を容易に下型ＤＬ側に設け
ることができる。

【００７８】以上のように、上型ＤＵ側には、上型ＤＵ
に設けられた孔部形成用の各突出部１１１及び１１２に
冷却手段を設けたので、湯口Ｄｉから遠い側の鋳型（上
型ＤＵ）を積極的に冷却して金属溶湯が湯口Ｄｉにでき
るだけ遠い部分から凝固するように、鋳込み工程後の溶
湯の冷却に指向性を与えることが可能となる。また、複
数の突出部１１１及び１１２に設けた冷却手段につい
て、型中央に比較的近い内側の突出部１１１（プラグ孔
形成用の突出部）のものが型周囲に比較的近い外側の突
出部１１２（ボルト孔形成用の突出部）のものよりも冷
却能力が大きく設定されているので、鋳造キャビティМ
ｃの中央側部分と外側部分とについても、金属溶湯がで
きるだけ中央側部分から徐々に冷却されるような指向性
を持った溶湯の冷却を行うことができるようになる。

【００７９】一方、下型ＤＬ側には所定方向以外の方向
における熱伝播が抑制されるように設定したスポット冷
却機構１５１が設けられているので、鋳型キャビティМ
ｃ内の金属溶湯の特定部分について下型ＤＬ側から所定
方向の指向性を持った冷却凝固を行わせることができ
る。すなわち、鋳込み後の金属溶湯を凝固させるに際し
て、上記各冷却手段を設けることによって溶湯の凝固を
促進するとともに、単に凝固速度を高めるだけでなく、
シリンダヘッド特有の形状を利用して、適正な指向性を
持った冷却を行わせるようにすることができ、ガス欠陥
等の不具合の発生を有効に抑制して高品質の鋳造品をよ
り安定して得ることができるのである。

【００８０】尚、本実施の形態では、スポット冷却機構
１５１は下型ＤＬのみに設けられていたが、これを上型
ＤＵのみ或いは両方の鋳型ＤＵ及びＤＬに設けるように
しても良い。

【００８１】次に、上記低圧鋳造装置Ａに備えられた第
１および第２の台車ＢＰ及びＢＣ、特に、第２台車（中
子台車）ＢＣについて説明する。これら台車ＢＰ及びＢ
Ｃは、前述のように、上型ＤＵが上昇して下型ＤＬとの
間に型開き空間Ｋが形成されたとき（図１参照）、この
型開き空間Ｋ内に進退出可能とされたもので、中子台車
ＢＣは、型開き空間Ｋの外部で中子および砂壁を保持し
た後、型開き空間Ｋ内に進出（前進）し、保持した中子
および砂壁を下降させて下型ＤＬにセットする。

【００８２】また、中子台車ＢＣは、後述するように、
粉体塗型剤を上型ＤＵおよびサイド型ＤＳの鋳型内表面
に塗布するための塗布ボックスＴを搭載しており、型開
き空間Ｋ内において塗布ボックスＴを上昇させて、後述
のようにして上型内表面（下型ＤＬに対する合わせ面
で、下向きの面となる）およびサイド型ＤＳの内面に対
して粉体塗型剤が塗布される。尚、本実施の形態では、
この塗型剤として、例えば珪藻土を主原料とするものを
用いた。この替わりに、例えばカーボンを主原料とする
ものなど、他の好適な塗型剤を用いることができる。上
型ＤＵおよびサイド型ＤＳを下降させて下型ＤＬに型合
わせし、その後、これら鋳型ＤＵ,ＤＳ及びＤＬにより
形成されるキャビティМｃ内に溶湯を供給・充填するこ
とにより、所定の鋳造品（シリンダヘッド）が鋳造され
る。そして、得られた鋳造品は、上型ＤＵが上昇して型
開き空間Ｋが構成された状態で、製品取り出し台車ＢＰ
によって、中子台車ＢＣの待機位置とは反対方向へ取り
出されるのである。

【００８３】上記中子台車（第２台車）ＢＣについて、
図１９〜図２１を参照しながら、より詳細に説明する。
この中子台車ＢＣは、その下部に中子セット装置１０を
搭載している。この中子セット装置１０は、ガイドロッ
ド１２によってガイドされつつ上下動し得るベースプレ
ート１３を有し、このベースプレート１３は、中子セッ
ト装置１０の上下駆動手段となるシリンダ装置１４によ
って上下駆動される。上記ベースプレート１３には、そ
の下方部分において、図１９における紙面方向に開閉さ
れる複数の保持爪１５が支持されると共に、該保持爪１
５を開閉するためのアクチュエータを含む開閉機構１６
が設けられている。

【００８４】上記中子セット装置１０は、保持爪１５と
並列に配置されて上下方向に伸びる位置決めピン１７ａ
を有している。この位置決めピン１７ａは、実質的に上
下方向のシリンダ装置１７のピストンロッドによって構
成されており、中子台車ＢＣが型開き空間Ｋ内の所定位
置に移動して来て、位置決めピン１７ａが下降し下型Ｄ
Ｌの位置決め孔（不図示）に挿入されることにより、中
子台車ＢＣの型開き空間Ｋ内での位置決めが行われる。
この位置決めされた状態で、前述した下型ＤＬへの各中
子および砂壁のセットと上型ＤＵおよびサイド型ＤＳの
内表面への粉体塗型剤の塗布とが行われる。

【００８５】上記塗布ボックスＴは、その外殻が実質的
に覆い部材２１によって構成され、その内部には、図２
１〜図２３に示すように、粉体塗型剤吹きつけ用のスプ
レーノズル２２およびブローエア吹出用のブローノズル
２３が保持されている。覆い部材２１は、上方のみが開
口された箱形形状とされて、底壁部と左右前後の側壁部
とを有しており、型開き空間Ｋ内に位置させられたとき
に、その上方開口が上型内表面に臨むようになってい
る。上記覆い部材２１は、中子セット装置１０（ベース
プレート１３）よりも高い位置、より具体的には中子台
車ＢＣの上フレームより高い位置において、上下動可能
に中子台車ＢＣに保持されている。すなわち、覆い部材
２１の外壁にプレート２４が設けられ、このプレート２
４と中子台車ＢＣのフレームとの間に、上下駆動手段と
してのシリンダ装置２５が架設されている。上記プレー
ト２４には、中子台車ＢＣから上方へ伸びるガイドロッ
ド２６が上下方向に摺動自在に貫通しており、シリンダ
装置２５の伸縮に応じて、覆い部材２１が上下方向へ滑
らかに駆動されるようになっている。

【００８６】上記覆い部材２１,スプレーノズル２２お
よびブローノズル２３等の構成要素について、図２２〜
図２５を参照しながらより詳細に説明する。上記覆い部
材２１には、その上端縁全長に渡ってフランジ部２１ａ
が形成されており、このフランジ部２１ａの全面にわた
って、例えばゴム等の弾性部材からなるパッキン３１が
固定されている。これにより、図２２に示されるよう
に、覆い部材２１が型開き空間Ｋにおいて上昇させら
れ、パッキン３１が上型ＤＵの下面に当接・押圧された
とき、上記覆い部材２１と上型ＤＵおよびサイド型ＤＳ
とが共働して、覆い部材２１内に密閉空間Ｍが形成され
ることになる。

【００８７】このとき、本実施の形態では、密閉した容
積部を形成する型閉じ状態と該容積部を開放する型開き
状態とに切換可能に設けられた複数のサイド型ＤＳが、
上述のように、全て上型ＤＵに支持されおり、全サイド
型ＤＳを上記型閉じ状態にセットした上で、これら各サ
イド型ＤＳおよび上型ＤＵの内面に塗型剤が塗布される
ので、湯口Ｄｉが設けられている下型ＤＬに少なくとも
一部のサイド型を支持させた場合のように塗型剤の塗布
作業を２回に分けて行う必要はない。すなわち、１回の
塗布作業で上型ＤＵおよび全てのサイド型ＤＳの内面に
塗型剤を塗布することができ、塗布作業の効率を高める
ことができるのである。

【００８８】上記覆い部材２１の前後側壁の下部には、
互いに平行に長く伸びるスリット３２が形成され、この
スリット３２は、覆い部材２１の左右方向ほぼ全長にわ
たって伸びている。覆い部材２１内には、細長棒状の保
持部材３３が配設され、この保持部材３３の各端部がそ
れぞれ上記スリット３２を摺動自在に貫通している。上
記保持部材３３の一端部３３ａには、覆い部材２１の外
部における走行輪としてのローラ３４が回転自在に取り
付けられ、このローラ３４は、覆い部材２１の側壁外部
に固定されたガイドレール３５上を走行できるようにな
っている。

【００８９】一方、上記保持部材３３の他端部３３ｂに
は、覆い部材２１の外部においてナット部材３６が固定
され、このナット部材３６が、スリット３２に沿って長
く伸びるねじ棒３７の外周に螺合されている。該ねじ棒
３７は、覆い部材２１に回転可能に保持されているもの
で、その一端部が駆動手段としての回転式のアクチュエ
ータ（本実施の形態では、例えば電動モータ）３８に連
結されている。これにより、アクチュエータ３８を例え
ば正転させることによって、ナット部材３６つまり保持
部材３３が図２３における下方ヘ駆動され、アクチュエ
ータ３８を逆転させることによって、保持部材３３が図
２３における上方へ駆動される。

【００９０】この保持部材３３に対して上記スプレーノ
ズル２２およびブローノズル２３が固定されている。ス
プレーノズル２２は、図２４および図２５に詳しく示さ
れるように、両端が閉じられた細長い筒状本体２２ａを
有し、この筒状本体２２ａは、内部の細長い共通空間２
２ｂと、該共通空間２２ｂにそれぞれ連通する複数の連
通孔２２ｃとを有している。各連通孔２２ｃは筒状本体
２２ａの長手方向に間隔を開けて直列に形成され、これ
ら各連通孔２２ｃにはそれぞれノズル部材２２ｄが取り
付けられている。かかるスプレーノズル２２が、保持部
材３３の長手方向に沿うように、かつ互いに間隔をあけ
て一対設けられ、ともに保持部材３３に固定されてい
る。各スプレーノズル２２には、保持部材３３に対する
固定用のねじ孔３９が設けられている。スプレーノズル
２２の保持部材３３に対する取り付けは、ノズル部材２
２ｄが上向きとなるように設定して行われる。

【００９１】ブローノズル２３も上記スプレーノズル２
２と実質的に同様の構造として形成されているが、ノズ
ル部材２２ｄに相当する部材は無く、連通孔２２ｃに対
応する開口がそのままブローエア吹出口２３ｃ（図２２
参照）とされている。そして、このブローエア吹出口２
３ｃが下向きつまり覆い部材２１の底壁に向くように設
定して、ブローノズル２３が保持部材３３に対して固定
されている。このブローノズル２３も、スプレーノズル
２２の場合と同様に、保持部材３３の長手方向に沿うよ
うに、かつ互いに間隔をあけて一対設けられている。

【００９２】以上のように、本実施の形態では、中子台
車ＢＣに設けられた塗型剤塗布手段は、上型ＤＵおよび
型閉じ状態の複数のサイド型ＤＳと組み合わされて密閉
された塗布空間を形成する閉塞部材としての覆い部材２
１と、塗布空間М形成時に塗布空間М内に位置する塗布
機構としてのスプレーノズル２２とを備えているので、
覆い部材２１を用いて密閉空間（塗布空間）Мを形成し
た状態で、スプレーノズル２２により塗型剤を上型ＤＵ
および各サイド型ＤＳの内面に自動塗布することができ
る。また、上記塗型剤塗布手段は、上下の鋳型ＤＵ／Ｄ
Ｌの型開き空間Ｋ内に進退動可能な第２台車（中子）Ｂ
Ｃに取り付けられており、該台車ＢＣには、上記塗型剤
塗布手段が取り付けられた側と反対側に、中子を保持し
て下型ＤＬに中子を組み付ける中子組付装置１０が設け
られているので、塗型剤の自動塗布作業と並行して、中
子の自動組付を行うことができる。

【００９３】スプレーノズル２２に対する粉体塗型剤の
供給は、覆い部材２１の底壁に取り付けた接続部材４１
から、覆い部材２１内に配設した長いフレキシブルホー
ス４２を介して行われる。このホース４２は、スプレー
ノズル２２の長手方向における略中間部において、その
内部の共通空間２２ｂに連通するように接続されている
（図２４および図２５参照）。ブローノズル２３に対す
るブローエアの供給は、前述のスリット３２を通る細長
いフレキシブルホース４３を介して行われる。また、覆
い部材２１の底壁には、その略中央部分に２つの吸引口
４４が形成されている。この吸引口４４は、ホース４５
を介して吸引装置４６（図２６参照）に接続されてい
る。

【００９４】図２６は、上記スプレーノズル２２,ブロ
ーノズル２３及び吸引口４４に対する接続系路を説明す
るためのものである。この図２６に示すように、エアー
供給源（不図示）から供給された元エアは、レギュレー
タ５１,フィルタ５２及びドライヤ５３を順次経て、所
定圧力に調整された清浄な乾燥エアとされる。上記ドラ
イヤ５３の下流側は、互いに並列な５系統の分岐系路に
分岐されている。分岐系路６１は、粉体塗型剤の供給系
路となるもので、電磁式開閉弁６２,エゼクタ６３およ
び高電圧印加部６４を順次経てスプレーノズル２２に繋
がっている。前記エゼクタ６３には、空気式開閉弁６５
を介して粉体塗型剤の貯溜タンク６６が接続され、開閉
弁６５が開いている状態で系路６１から供給されるエア
によってタンク６６から粉体塗型剤を吸い上げて、粉体
塗型剤をスプレーノズル２２へ圧送するようになってい
る。

【００９５】上記空気式の開閉弁６５には分岐系路６７
が接続され、この系路６７には電磁式の開閉弁６８が接
続されている。これにより、電磁式の開閉弁６８の開閉
に応じて、空気式の開閉弁６５が開閉される。尚、高電
圧印加部６４は、高電圧発生器６４Ａによって、例えば
＋（プラス）電極）に繋がれた上型ＤＵと所定の高電圧
差が生じるように粉体塗型剤を印加するもので、いわゆ
る静電吸着をも利用した粉体塗型剤の付着（つまり、塗
型剤の静電塗布）を行うようになっている。このように
上型ＤＵに電極を接続し、この上型ＤＵおよび各サイド
型ＤＳの内面に塗型剤を静電塗布するようにしたので、
通常のスプレー塗布だけの場合に比べて、塗型剤の鋳型
内表面への塗布状態の均一性と付着性とを十分に高める
ことができるのである。

【００９６】上記タンク６６には分岐系路６９が接続さ
れ、該分岐系路６９には電磁式の開閉弁７０が介設され
ている。この開閉弁７０が開かれると、タンク６６内の
粉体塗型剤が攪拌されて、エゼクタ６３へ向けての粉体
塗型剤の移送が効果的に補助される。上記エゼクタ６３
の先端部には分岐系路７１が接続され、この分岐系路７
１には電磁式の開閉弁７２が介設されている。これによ
り、開閉弁７２を開くと、パージエアがエゼクタ２３を
経てスプレーノズル２２へ供給される。また、ブローノ
ズル２３には分岐系路７３が接続され、この分岐系路７
３には電磁式の開閉弁７４が介設されている。そして、
この開閉弁７４を開くことにより、ブローノズルからブ
ローエアが吹き出されるようになっている。

【００９７】図２７は、スプレーノズル２２の移動とス
プレーノズル２２からの粉体塗型剤の吹き付けとブロー
ノズル２３からのブローエア吹出と吸引口４４からの吸
引とパージエアの供給との関係の一例を示すタイムチャ
ートである。この図２７に示された例では、スプレーノ
ズル２２は、覆い部材２１の一端となる原位置から前進
端へと移動させられた後、再び原位置へ向かって戻るよ
うな動作を行い、この１往復の動作で粉体塗型剤の上型
およびサイド型の内表面への塗布が完了する。尚、この
場合、スプレーノズル２２の移動速度は例えば定速とさ
れている。スプレーノズル２２からの粉体塗型剤の塗布
は、スプレーノズル２２が原位置から若干進んだ位置か
ら開始され、前進端の若干前位置から若干後位置にかけ
て一旦休止された後、再び粉体塗型剤の吹きつけが再開
され、原位置へ戻る若干手前で粉体塗型剤の吹きつけが
終了する。また、ブローエアの吹出態様は、粉体塗型剤
の吹きつけと同様に行われる。

【００９８】吸引口４４からの吸引は、その開始が粉体
塗型剤の吹き付け開始時期と同じである。ただし、吸引
の終了時期は、覆い部材２１により形成さる密閉空間Ｍ
内に残留した粉体塗型剤を吸引して回収する関係上、粉
体塗型剤の吹きつけ終了よりもかなり遅い時期とされ
る。つまり、スプレーノズル２２が原位置へ復帰した後
もしばらくの間は吸引が行われるようになっている。一
方、パージエアの供給は、粉体塗型剤の吹きつけ終了す
る時期よりもやや前の時期から開始される。このパージ
エアの供給は、スプレーノズル２２が原位置へ復帰した
後もしばらくの間継続して行われるが、吸引終了よりも
早い時期に供給停止とされる。

【００９９】尚、本実施の形態では、より好ましくは、
中子保持用の保持爪１５を上下方向に駆動するシリンダ
装置１４は、フローティング機構によって支持されてい
る。すなわち、従来では、例えば図３１に示すように、
中子２１１の巾木２１２の上面に突設された突起部２１
３をクランパ２１５で水平方向に把持して、中子２１１
を鋳型２１９に対して組み付けるのが一般的である。

【０１００】このとき、巾木２１２の係合部２１２ｈが
鋳型２１９に設けた巾木係止部２１９ａに正しく係合す
るように位置決めして組付作業が行われるのであるが、
実際には、鋳型２１９と中子２１１との熱膨張量の相違
などに起因して、両者間に位置ずれが生じる。そして、
この位置ずれが生じた状態で組付が行われると（図３１
における破線参照）、この従来例では、クランパ２１５
の把持状態を解除して中子２１１の重力の利用により組
付を行うので、上記係合部２１２ｈを巾木係止部２１９
ａに正しく（正確に嵌まり込むように）係合させること
が難しい。このため、中子２１１が浮き上がった状態で
組み付けられ、そのまま鋳造が行われると、鋳造品に不
良が生じるという問題があった。

【０１０１】また、他の従来例では、例えば図３２に示
すように、巾木２２２の上面を押さえ具２２７で当て止
めた状態で、シリンダ２２６によって開閉させられる保
持爪２２５を用いて巾木２２２を上下方向に力を作用さ
せてクランプされる。この場合には、巾木２２２を押さ
えながら組み付けることができるのであるが、巾木２２
２の係合部２２２ｈと鋳型２２９の巾木係止部２２９ａ
の間に位置ずれが生じた場合には、中子２２１が損傷あ
るいは折損するという問題があった。

【０１０２】本実施の形態では、図３０に模式的に示す
ように、中子１８１を保持するための保持爪１５を開閉
動作させるシリンダ装置１６ａはフローティング装置１
９によって支持されている。また、巾木１８２の上面に
は圧縮スプリング１８が配設され、この圧縮スプリング
１８の上端側は上記フローティング装置１９に取り付け
られている。従って、巾木１８２は、上記スプリング１
８の弾性力によって常時下方に付勢されることになる。

【０１０３】上記フローティング装置１９は、従来から
良く知られ広く市販されているもので、例えば内蔵され
たボール体と加圧エアの作用によって、エア圧が加えら
れた状態でロック（固定）され、エア圧が作用しない状
態では、ロックが解除されてフローティング状態（浮動
可能に支持する状態）が得られるものである。上記スプ
リング１８の上端をこのフローティング装置１９を介し
て支持することにより、スプリング１８の上端支持部は
（従って、巾木１８２も）、フローティング範囲内でそ
の位置が自在に移動できることになる。

【０１０４】以上の構成を採用することにより、巾木１
８２の係合部１８２ｈを鋳型１８９の巾木係止部１８９
ａに係合させて中子１８１を鋳型１８９にセットする
際、上記係合部１８２ｈと巾木係止部１８９ａとの間に
位置ずれが生じても、フローティング装置１９のフロー
ティング機能を利用して、或いはこれに加えて更にスプ
リング１８の水平方向の弾性作用を利用して、巾木１８
２の位置を微細に自動調節でき、上記係合部１８２ｈの
テーパ面が巾木係止部１８９ａのテーパ面に案内されな
がら、また、圧縮スプリング１８の付勢力で下方に付勢
されながら、スムースで且つ正確な係合状態が得られ
る。これにより、従来のように、中子の浮き上がりや損
傷が生じる惧れを無くすることができるのである。

【０１０５】図２８および図２９は、以上の中子保持／
組付機構を具体化した装置を示している。中子保持用の
保持爪１５を開閉動作させるシリンダ装置１６ａは、そ
の上方に位置するフローティング装置１９によって支持
されており、また、中子ＣОの巾木部１４３の上面には
圧縮スプリング１８が配設されている。尚、このような
保持爪１５およびシリンダ装置１４並びにフローティン
グ装置１８等で構成される中子保持機構は、中子ＣОの
長手方向の両端側に一対に設けられている。

【０１０６】次に、以上のように構成された鋳造装置Ａ
を用いて行われる鋳造プロセスについて、図３３〜図３
５のフローチャートを参照しながら説明する。この鋳造
プロセスは一連の工程が繰り返して行われるものである
が、ここでは、例えば、前サイクルの鋳造品（製品）が
鋳造され、これを鋳型Ｄから取り出す時点から、説明を
始める。鋳造が完了して上下の鋳型ＤＵ／ＤＬが型開き
された後、まず、ステップ＃１で、第１台車（製品取り
出し台車）ＢＰが型開き空間Ｋ内に前進し、ステップ＃
２で、サイド型ＤＳ（ＤＳ１〜ＤＳ３）が型開きされ
る。尚、このステップ＃２の型開きをステップ＃１と並
行して行うようにしても良い。

【０１０７】次に、ステップ＃３で、上型ＤＵ側のエジ
ェクタ機構（不図示）を駆動させて製品を上型ＤＵから
取り出す。このとき、上型ＤＵの内面には塗型剤が塗布
されているので、容易に製品を上型ＤＵから離型させる
ことができる。取り出された製品は第１台車ＢＰの上側
で受け取られる。一方、第１台車ＢＰの下部では、上記
ステップ＃２及び／又はステップ＃３と並行して、金網
ホルダ（不図示）に保持された金網１０９が下型ＤＬに
設けられた湯口Ｄｉにセットされる（ステップ＃４）。
尚、上型ＤＵには、前サイクルで使用された金網１０９
の断片あるいは前回サイクルでの鋳造による残存アルミ
ニウム塊が湯口Ｄｉを塞いでいないことを確かめるため
の棒状センサが設けられており、金網１０９のセットに
先立って湯口Ｄｉが正常に開口していることを確かめる
ようにしている。その後、ステップ＃５で、第１台車Ｂ
Ｐが上下方向の型開き空間Ｋ内から後退する。そして、
これと入れ替わりに、第２台車（中子台車）ＢＣが型開
き空間Ｋ内に前進してくる（ステップ＃6）。

【０１０８】そして、この第２台車ＢＣの上部側では、
ステップ＃７で全てのサイド型ＤＳを閉じ合わされた
後、全てのサイド型ＤＳ及び上型ＤＵの内面に塗型剤が
塗布される（ステップ＃８）。一方、第２台車ＢＣの下
部では、上記ステップ＃７及びステップ＃８の工程と並
行して、中子セット装置１０による中子の下型ＤＬへの
セット（組み付け）が行われる（ステップ＃９）。この
とき、第２台車ＢＣの下部には、３種の中子ＣＷ,ＣО
及びＣＰと砂壁１３８とが保持されており、これら中子
ＣＷ,ＣО及びＣＰと砂壁１３８とが下型ＤＬにセット
される。尚、中子セット装置１０には、前サイクルで用
いた中子が折損等によって下型ＤＬに残存していないこ
とを確かめるための棒状センサが設けられており、中子
セット作業に先立って、下型ＤＬの中子セット箇所に中
子の破損した断片が残っていないことが確認されるよう
になっている。

【０１０９】この塗型剤の塗布工程（ステップ＃８）お
よび中子セット工程（ステップ＃９）の詳細を、第２台
車ＢＣの動きに着目しつつ、図３４のフローチャートを
参照しながら説明する。すなわち、上述のように、上型
ＤＵが上昇されて型開きされると、型開き空間Ｋに向け
て中子台車ＢＣが移動される（ＳＰ１）。次いで、型開
き空間Ｋ内において、位置決めピン１７ａを利用して中
子台車ＢＣの位置決めが行われる（ＳＰ２）。この後、
中子のセットと、粉体塗型剤の塗布とが並行して行わ
れ、中子セットが図３４のＳＰ３〜ＳＰ５の処理とさ
れ、粉体塗型剤の塗布がＳＰ８〜ＳＰ１０の処理とされ
る。

【０１１０】下型ＤＬへの中子セットに際しては、ま
ず、シリンダ装置１４によって、ベースプレート１３つ
まり中子が下降される（ＳＰ３）。この後、保持爪１５
が開かれて、中子が下型ＤＬにセットされる（ＳＰ
４）。そして、シリンダ装置１４によりベースプレート
１３が上昇される（ＳＰ５）。粉体塗型剤の塗布に際し
ては、まずシリンダ装置２５によって、塗布ボックスＴ
つまり覆い部材２１が上昇される（ＳＰ８）。次いで、
前述したようにして、上型内表面に対して粉体塗型剤の
塗布が行われる（ＳＰ９）、そして、シリンダ装置２５
によって塗布ボックスＴが下降される（ＳＰ１０）。

【０１１１】ＳＰ５の工程およびＳＰ１０の工程がそれ
ぞれ終了すると、位置決めピン１７ａが上昇されて、中
子台車ＢＣと下型ＤＬとの位置決め関係が解除される
（ＳＰ６）。そして、その後、中子台車ＢＣが後退、つ
まり型開き空間Ｋの外側へ移動される（ＳＰ７）。尚、
以上の塗型剤塗布工程においては、図示された態様に限
定されるものではなく、例えば、粉体塗型剤を吹きつけ
るスプレーノズル２２の向きは、粉体塗型剤が塗布され
るべき鋳型内表面の向きに応じて適宜の向きとすること
ができる。また、ブローノズル２３の向きも粉体塗型剤
の飛散効果を勘案して適宜の向きとすることができる。
更に、塗布ボックスＴつまり覆い部材２１は、中子台車
ＢＣとは別途独立させて構成するようにしてもよい。

【０１１２】以上のように、複数のサイド型ＤＳが全て
上型ＤＵに支持され、全サイド型ＤＳを型閉じ状態にセ
ットした上で、これら各サイド型ＤＳおよび上型ＤＵの
内面に塗型剤を塗布するようにしたので、下型ＤＬに少
なくとも一部のサイド型を支持させた場合のように塗型
剤の塗布作業を２回に分けて行う必要はない。すなわ
ち、１回の塗布作業で上型ＤＵおよび全てのサイド型Ｄ
Ｓの内面に塗型剤を塗布することができ、塗布作業の効
率を高めることができる。

【０１１３】また、特に、上下方向に接離可能に設けら
れた上下の鋳型ＤＵ／ＤＬが離間した状態で、第２台車
ＢＣの塗型剤塗布手段が両鋳型の型開き空間Ｋ内に移動
して塗型剤を塗布するので、両主鋳型ＤＵ／ＤＬの型開
き動作を利用して塗型剤の塗布を行うことができる。更
に、上記塗型剤塗布手段が上型ＤＵおよび各サイド型Ｄ
Ｓの内面に塗型剤を塗布している間に、下型ＤＬへの中
子の組み付けが行われるので、共に鋳型を対象とした塗
型剤の塗布作業と中子の組付作業とを並行して行うこと
ができ、鋳造プロセス全体の生産効率の向上を図ること
ができるのである。

【０１１４】以上のような塗型剤の塗布工程（ステップ
＃８）および中子セット工程（ステップ＃９）を終えて
第２台車ＢＣが後退（ステップ＃１０）した後、上型Ｄ
Ｕを下降させて下型ＤＬに対して閉じ合わせる（ステッ
プ＃１１）。そして、ステップ＃１２で、保持炉ＦＨ内
を加圧して低圧鋳造が行われる。この加圧工程（ステッ
プ＃１２）における加圧制御の詳細について、図３５の
フローチャート及び図３６〜図３８の線図を参照しなが
ら説明する。

【０１１５】まず、ステップＳＴ１で、エア供給路４２
から加圧室２０へ加圧エアを供給し、るつぼ１２内の溶
湯を押し上げ、この溶湯をストーク２２を介して鋳型３
０のキャビティ３２へ供給して鋳型を開始すると共に、
ステップＳＴ２でタイマ６０が起動する。この場合、図
３６における加圧パターン（ａ）に示すように、加圧エ
アの供給開始後、溶湯が鋳型３０の湯口４０に達する予
定の時間ｔ１が経過するまでの間は、圧力を急速に上昇
させて溶湯を速やかに押し上げ、溶湯の温度低下を防止
し、溶湯が湯口４０に達する予定時間ｔ１経過後は、溶
湯が砂中子同志の間にスムーズに充填されるよう圧力上
昇速度を低下させる。

【０１１６】次に、ステップＳＴ３で、充填信号の有無
により、充填検知センサ５８が溶湯の充填を検知したか
否かを判断し、充填検知センサ５８が充填を検知した場
合には、ガスが砂中子から溶湯中に噴出するのを防止す
るため、ステップＳＴ４で、図３６の加圧パターン
（ｂ）に示すように加圧室２０内の圧力を高めると共
に、充填検知センサ５８が正常に機能しているため、ス
テップＳＴ５でタイマ６０を停止する。また、ステップ
ＳＴ３で充填検知センサ５８が溶湯の充填を検知しない
場合は、ステップＳＴ６で、加圧エア供給開始後、所定
時間ｔ２経過後にタイマ６０から出力される経過信号を
受けて図３６の加圧パターン（ｃ）に示すように加圧室
２０内の圧力を高める。このようにすると、充填検知セ
ンサ５８が検知不良の場合でも、加圧エアの供給開始
後、所定時間ｔ２の経過と共に加圧室２０内の圧力を高
めることができるので、製品不良の発生を防止できる。
次に、ステップＳＴ７でタイマ３０をリセットして次の
鋳造工程に備えると共に、ステップＳＴ８で鋳造を完了
する。

【０１１７】図３７は、上記実施例における加圧制御方
法の具体的な加圧パターンを示している。すなわち、加
圧室２０内の加圧開始と同時に第１ＣＰＵ７０及びタイ
マ６０が起動し、加圧開始８秒後に第１ＣＰＵ７０は圧
力上昇速度を遅くし、充填検知センサ５８が充填信号を
出力すると（通常、加圧開始１３秒後）、第１ＣＰＵ７
０がそのときの圧力を維持する一方、第２ＣＰＵ７２が
加圧室２０の圧力を上昇させ、加圧室２０内の圧力が所
定値に達すると（通常、加圧開始２０秒後）、第２ＣＰ
Ｕ７２もそのときの圧力を維持する。この場合、タイマ
６０は加圧開始１８秒後にオン信号を出力して第２ＣＰ
Ｕ７２を起動させるよう設定されており、充填検知セン
サ５８が検知不良の場合でも加圧開始１８秒後には第２
ＣＰＵ７２が起動する。

【０１１８】また、図３８は、上記加圧制御方法の変形
例の加圧パターンを示している。この変形例において
は、鋳型３０の下型２６に、溶湯が湯口４０を通過する
ときに通過信号を出力する湯口通過センサを配置すると
共に、第１ＣＰＵ７０及び第２ＣＰＵ７２の他に第３Ｃ
ＰＵを設置しておく。そして、湯口通過センサが通過信
号を出力すると（通常、加圧開始９秒後）、第１ＣＰＵ
７０はそのときの圧力を維持する一方、第２ＣＰＵ７２
は加圧室２０内の圧力を上昇させ、充填検知センサ５８
からの充填信号（通常、加圧開始１３秒後）に基づき、
第２ＣＰＵ７２はそのときの圧力を維持する一方、第３
ＣＰＵは加圧室２０内の圧力を上昇させるような加圧パ
ターンに設定しておく。この場合、タイマ６０を、加圧
開始１５秒後及び湯口通過センサからの通過信号を受け
てから５秒後のうちのいずれか早いときにオン信号を出
力して第３ＣＰＵを起動させるよう設定しておく。

【０１１９】この変形例のように加圧パターンを設定す
ると、時間の経過と溶湯の上昇程度との間に発生する誤
差を少なく設定することができるため、第３ＣＰＵを加
圧開始１５秒後に起動でき、前記具体例の場合（加圧開
始１８秒後）よりも早く起動できるので、充填検知セン
サ５８が検知不良の場合でも製品の品質を高く維持でき
る。また、湯口通過センサが設けられているため、溶湯
が湯口４０を通過するまでの圧力上昇速度を具体例の場
合よりも早くすることができるので、溶湯の温度低下を
防止できる。さらに、湯口通過センサが必要になる反
面、第１ＣＰＵ７０として単純な機能のＣＰＵを使用で
きるのでコスト的に有利にもなる。

【０１２０】以上のように、上記低圧鋳造装置Ａでは、
充填検知センサが正常の場合には充填信号により、充填
検知センサが検知不良の場合には経過信号により、加圧
パターンを変えるよう圧力可変制御手段が作動するの
で、充填検知センサの検知状態の正常、不良を問わず加
圧パターンが変えられる。このため、充填検知センサに
検知不良が発生した場合でも、製品の品質を許容レベル
以上に維持することができるので、製品不良の発生を防
止できる。

【０１２１】以上のような加圧工程（ステップ＃１２）
を終えた後、或いはその終盤における途中において、ス
テップ＃１３で、鋳込み後の金属溶湯の凝固を促進し、
また、鋳型Ｄに塗型剤を塗布する際の鋳型Ｄの温度（型
温）を適正に保つために、鋳型Ｄの型温を所定範囲に冷
却制御する冷却工程が行われる。これにより、鋳造工程
が終了し、上下の鋳型ＤＵ／ＤＬが開かれ（ステップ＃
１４）、ステップ＃１に戻って同様の鋳造サイクルが繰
り返されるようになっている。

【０１２２】以上の一連の鋳造サイクルにおいて、各工
程で要する時間は例えば以下の通りである。すなわち、
加圧工程（ステップ＃１２）が最も長く約２００秒であ
り、次に冷却工程（ステップ＃１３）が約４０秒、ま
た、中子セット工程（ステップ＃９）が約２０秒であっ
た。そして、これら以外の工程については、全てを合計
して約６０〜７０秒であった。従って、ステップ＃１３
の冷却工程を終えた後、塗型剤の塗布（ステップ＃８）
を行うまでの時間は、約６０〜７０秒程度しかないこと
になる。

【０１２３】つまり、このような短い間隔で、鋳込み後
の金属溶湯の凝固促進のための冷却を行い、その後に、
塗型剤の型面への付着性（密着性）向上のための鋳型の
冷却制御を行ったのでは、両方の制御が干渉して良好な
冷却制御を行うことはできない。そこで、本実施の形態
では、鋳込み後の金属溶湯の凝固促進のための冷却（ス
テップ＃１３）において、前述のように上型ＤＵの突出
部１１１及び１１２に設けた冷却手段により、上型ＤＵ
の温度に応じて、塗型剤塗布時の上型ＤＵの最適温度範
囲（例えば、２６０〜３２０℃）を考慮した上で、具体
的には、上型ＤＵの型温がこの２６０〜３２０℃の範囲
となるように、該上型ＤＵの型温を冷却制御するように
している。ちなみに、湯口Ｄｉが設けられ、また、塗型
剤の塗布を行わない下型ＤＬの場合には、型温の制御範
囲としては、例えば４５０〜５１０℃が好ましい。

【０１２４】すなわち、本実施の形態では、上型ＤＵに
ついて、鋳込み後の金属溶湯の凝固促進のための冷却制
御で、その後（約６０〜７０秒後）に行う塗型剤の型面
への付着性（密着性）向上のための冷却制御を兼用して
いることになる。このように、上型ＤＵの型温が所定の
温度範囲に冷却制御された下で、塗型剤の塗布が行われ
るので、適正な鋳型温度で塗布を行うことができ、上型
ＤＵ及びサイド型ＤＳの内面への塗型剤の付着性を高め
ることができるのである。

【０１２５】尚、以上の実施の形態では、鋳型Ｄは所謂
２個取り用のものであったが、本発明は、かかる場合に
限定されるものではなく、通常の１個取り用のものであ
っても有効に適用することができる。また、上記実施の
形態では、複数のサイド型ＤＳは全て可動型であった
が、その一部のものが上型に固定された固定型であって
も良い。更に、上記実施の形態は、エンジンのシリンダ
ブロックを鋳造する場合を例にとって説明したものであ
ったが、本発明は、シリンダブロックに限らず、他の種
々の鋳造品を鋳造する場合にも有効に適用することがで
きる。このように、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て、種々の改良あるいは設計上の変更等が可能であるこ
とは言うまでもない。

【０１２６】

【発明の効果】本願の第１の発明によれば、第１および
第２の２本の長尺状の中子のうち、第２中子はその巾木
が上記第１中子の巾木に支持されることによって鋳型内
に組み付けられているので、両中子は互いの巾木を介し
て一体的に鋳型内に組み付けられることになり、両者を
それぞれ個別に鋳型に組み付ける場合に比べて、両中子
の軸芯間の距離を極めて安定して一定値に保つことがで
きる。これにより、各中子に対応する通路間の肉厚管理
を確実に行うことができる。また、かかる構成を採用す
ることにより、予め両中子を一体的に組み合わせてお
き、この組み合わせた中子を鋳型に組み付けるようにす
ることも可能になり、中子組付工数を削減でき、また、
自動組付を行う場合にあっては、アクチュエータの数も
少なくて済み、中子組付装置の構造の簡素化を図ること
ができる。

【０１２７】また、本願の第２の発明によれば、基本的
には上記第１の発明と同様の効果を奏することができ
る。特に、上記両中子の少なくとも一方の中子の巾木か
ら、鋳造時に当該中子および他方の中子で発生するガス
を吸引する吸引手段が設けられているので、中子が長尺
物であっても、その内部に発生したガスを巾木部分から
強制的に吸引して迅速に鋳型外部に排出させ、得られた
鋳物にガス欠陥が生じることを効果的に防止できる。こ
の場合において、両中子は互いの巾木を介して一体的に
鋳型内に組み付けられているので、たとえ一方の中子が
上記吸引手段から実質的に遮断されている場合であって
も、他方の中子の巾木からガスの吸引が行われるので、
上記一方の中子の内部で発生したガスも有効に鋳型外部
に排出することが可能である。

【０１２８】更に、本願の第３の発明によれば、基本的
には上記第１または第２の発明と同様の効果を奏するこ
とができる。特に、上記各中子の巾木の内側面によりシ
リンダヘッドの側面に対応する鋳型面の少なくとも一部
が形成されているので、中子の巾木を利用して鋳型面の
一部を形成することができる。また、この鋳型部分への
伝熱は他の鋳型部分に比べて大幅に抑制されるので、鋳
込み工程後の溶湯の冷却に指向性を与えることが可能と
なる。これにより、上記第１中子が組み付けられる側の
鋳型に湯口が設けられている場合には、湯口から遠い側
の鋳型への熱の伝達を抑制し、金属溶湯が湯口にできる
だけ遠い部分から凝固するように、鋳込み工程後の溶湯
の冷却に指向性を与えることが可能となり、得られる鋳
造製品自体については、ガスが残存する惧れがそれだけ
が少なくて済み、鋳造欠陥の発生を有効に抑制できる。

【０１２９】また更に、本願の第４の発明によれば、基
本的には上記第１〜第３のいずれか一の発明と同様の効
果を奏することができる。特に、中子の一端側に設けら
れた第１係合部は鋳型の第１巾木係止部に対して移動不
能に係合する一方、中子の他端側に設けられた第２係合
部は鋳型の第２巾木係止部に対して中子の長手方向にの
み移動可能でその他の方向には移動不能に係合するの
で、中子の位置ずれを招くことなく正確に位置決めを行
った上で、中子の長手方向については、中子と鋳型の熱
膨脹量の差を有効に吸収することができ、この熱膨脹量
の相違に起因して、中子にクラックや折損等の不具合が
生じることを防止できる。

【０１３０】また更に、本願の第６の発明によれば、基
本的には上記第１〜第５のいずれか一の発明と同様の効
果を奏することができる。特に、各巾木の外側面には、
接離可能に設けられた上下の型を閉じ合わせる際のガイ
ド用のテーパ部が設けられているので、特にガイド部を
別設する必要なしに、両型の閉じ合わせ動作をスムース
に行わせることができる。

【０１３１】また更に、本願の第７の発明によれば、基
本的には上記第６の発明と同様の効果を奏することがで
きる。特に、上下の型の型閉じ方向と略直交する方向に
スライド可能で鋳造キャビティの側壁の少なくとも一部
を形成する可動側壁が上型に設けられ、上型には可動側
壁の下側に位置して該可動側壁のスライド動作を案内す
るガイド部が設けられているので、特にガイド部を別設
する必要なしに、上記可動側壁のスライド動作をスムー
スに行わせることができる。

【０１３２】また更に、本願の第８の発明によれば、基
本的には上記第１〜第７のいずれか一の発明と同様の効
果を奏することができる。特に、上記第１および第２中
子と略直交する方向へ延びる第３の中子が、その巾木を
鋳型側壁に支持させた状態で組み付けられ、上記第３中
子の巾木の内側面によりシリンダヘッドの他の側面に対
応する鋳型面の少なくとも一部が形成されており、上記
第３中子の巾木を支持する鋳型側壁の少なくとも一部が
砂壁で構成されているので、この第３中子の巾木を支持
する鋳型側壁部分への伝熱は他の鋳型部分に比べて大幅
に抑制される。従って、鋳込み工程後の溶湯の冷却に指
向性を与えることが可能となる。これにより、第３中子
が組み付けられている側の鋳型に湯口が設けられている
場合には、湯口から遠い側の鋳型への熱の伝達を抑制
し、金属溶湯が湯口にできるだけ遠い部分から凝固する
ように、鋳込み工程後の溶湯の冷却に指向性を与えるこ
とが可能となり、得られる鋳造製品自体については、ガ
スが残存する惧れがそれだけが少なくて済み、鋳造欠陥
の発生を有効に抑制できる。

【０１３３】また、本願の第９の発明によれば、第１お
よび第２の２本の長尺状の中子のうち、第２中子はその
巾木を上記第１中子の巾木に支持させることによって鋳
型内に組み付けるようにしたので、両中子は互いの巾木
を介して一体的に鋳型内に組み付けられることになり、
両者をそれぞれ個別に鋳型に組み付ける場合に比べて、
両中子の軸芯間の距離を極めて安定して一定値に保つこ
とができる。これにより、各中子に対応する通路間の肉
厚管理を確実に行うことができる。また、かかる構成を
採用することにより、予め両中子を一体的に組み合わせ
ておき、この組み合わせた中子を鋳型に組み付けるよう
にすることも可能になり、中子組付工数を削減でき、ま
た、自動組付を行う場合にあっては、アクチュエータの
数も少なくて済み、中子組付装置の構造の簡素化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態にかかる鋳造装置の一例
を概略的に示す正面説明図である。

【図２】 上記鋳造装置の側面説明図である。

【図３】 上記鋳造装置の保持炉の内部構造を模式的に
示す保持炉および鋳型の縦断面説明図である。

【図４】 上記鋳造装置の加圧制御系統を概略的にを示
すブロック構成図である。

【図５】 上記鋳造装置の上型の底面説明図である。

【図６】 上記鋳造装置の下型の平面説明図である。

【図７】 上記下型のポート中子セット状態を示す平面
説明図である。

【図８】 上記下型への中子セット状態を示す縦断面説
明図である。

【図９】 図８のＹ９−Ｙ９方向からの矢視図である。

【図１０】（ａ） サイド型のスライドガイド機構を示
す上型およびサイド型の縦断面説明図である。（ｂ）
図１０（ａ）のＹ１０Ｂ−Ｙ１０Ｂ方向からの矢視図で
ある。

【図１１】 ウォータジャケット中子とオイルジャケッ
ト中子の下型へのセット状態を示す部分縦断面説明図で
ある。

【図１２】 上記下型とウォータジャケット中子の巾木
との係合部分を拡大して示す平面説明図である。

【図１３】 図１２のＹ１３−Ｙ１３線に沿った縦断面
説明図である。

【図１４】 上記鋳型のガス抜き機構を示す中子支持部
分の拡大縦断面説明図である。

【図１５】 上記上型と下型の組み合わせ状態を示す鋳
型の縦断面説明図である。

【図１６】 上型のプラグ孔成形部を拡大して示す縦断
面説明図である。

【図１７】 上型のボルト孔成形部を拡大して示す縦断
面説明図である。

【図１８】 上記下型のスポット冷却機構を拡大して示
す縦断面説明図である。

【図１９】 本実施の形態に係る第２台車（中子台車）
を示す正面説明図である。

【図２０】 上記第２台車の塗布ボックスの上下駆動部
分を拡大して示す説明図である。

【図２１】 上記第２台車に搭載された覆い部材の平面
説明図である。

【図２２】 鋳型と覆い部材とスプレーノズルとブロー
ノズルとの関係を示す縦断面説明図である。

【図２３】 覆い部材内に配置されたスプレーノズルと
ブローノズルとスプレーノズル駆動部分を示す断面上面
図である。

【図２４】 スプレーノズルを平面説明図である。

【図２５】 図２４のＹ２５−Ｙ２５線に沿った縦断面
説明図である。

【図２６】 スプレーノズル，ブローノズル及び吸引口
の系統図である。

【図２７】 スプレーノズルの動きと粉体塗型剤の吹き
付けとブローエアの吹き出しと吸引とパージエア供給と
の関係を示すタイムチャートである。

【図２８】 中子セット装置の中子保持爪の駆動機構の
側面説明図である。

【図２９】 上記中子保持爪の駆動機構の正面説明図で
ある。

【図３０】 上記中子保持爪の駆動機構の作動を説明す
るための模式図である。

【図３１】 従来例に係る中子保持爪の駆動機構の作動
を説明するための模式図である。

【図３２】 他の従来例に係る中子保持爪の駆動機構の
作動を説明するための模式図である。

【図３３】 上記低圧鋳造装置を用いた鋳造プロセスを
示すフローチャートである。

【図３４】 中子セット工程と塗型剤塗布工程とを中子
台車の作動に関連して示すフローチャートである。

【図３５】 上記低圧鋳造装置における加圧制御方法を
示すフローチャートである。

【図３６】 上記低圧鋳造装置における加圧制御方法を
示す加圧パターン図である。

【図３７】 上記低圧鋳造装置の具体的な加圧制御方法
を示す加圧パターン図である。

【図３８】 上記低圧鋳造装置の加圧制御方法の変形例
を示す加圧パターン図である。

【符号の説明】

１０１…密閉空間 １０２…ホース １０３…真空ポンプ １１９…スライドガイド １１９ａ…下ガイド １２６，１２７…サイド型のテーパ状内面 １３１…第１巾木受け部 １３１ａ…第１巾木係止部 １３２…第２巾木受け部 １３２ａ…第２巾木係止部 １３８…砂壁 １４１…第１巾木部（ウォータジャケット中子） １４１ａ…第３巾木係止部 １４１ｆ…巾木の内側面 １４１ｇ…巾木外側面のテーパ部 １４１ｈ…第１係合部 １４２…第２巾木部（ウォータジャケット中子） １４２ａ…第４巾木係止部 １４２ｆ…巾木の内側面 １４２ｈ…第２係合部 １４３…第３巾木部（オイルジャケット中子） １４３ｆ…巾木の内側面 １４３ｇ…巾木外側面のテーパ部 １４３ｈ…第３係合部 １４４…第４巾木部（オイルジャケット中子） １４４ｆ…巾木の内側面 １４４ｈ…第４係合部 １４５，１４６…ポート中子巾木部 １４５ｆ，１４６ｆ…巾木の内側面 １４６ｇ…巾木外側面のテーパ部 ＣＰ…ポート中子 ＣＷ…ウォータジャケット中子 Ｄ…鋳型 ＤＬ…下型 ＤＳ（ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３）…サイド型 ＤＵ…上型 Ｍｃ…鋳造キャビティ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野▲崎▼ 智之 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 矢野 重夫 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 村田 顕彰 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 4E093 KB08 QA01 QB05 QD01 UA01

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも第１および第２の２本の長尺
   状の中子を型内に組み付けた後、鋳造キャビティ内に溶
   湯を注入・充填してエンジンのシリンダヘッドを鋳造す
   る鋳型において、 上記両中子の両端部には巾木が設けられ、第１中子はそ
   の巾木を介して鋳型内に組み付けられており、第２中子
   は、その巾木が上記第１中子の巾木に支持されることに
   より、鋳型内に組み付けられていることを特徴とするシ
   リンダヘッドの鋳型構造。
2. 【請求項２】 上記両中子の少なくとも一方の中子の巾
   木から、鋳造時に当該中子および他方の中子で発生する
   ガスを吸引する吸引手段が設けられていることを特徴と
   する請求項１記載のシリンダヘッドの鋳型構造。
3. 【請求項３】 上記各中子の巾木の内側面によりシリン
   ダヘッドの側面に対応する鋳型面の少なくとも一部が形
   成されていることを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載のシリンダヘッドの鋳型構造。
4. 【請求項４】 上記第１中子が組み付けられる鋳型に
   は、該第１中子の一端側および他端側の各巾木にそれぞ
   れ対応する部分に第１および第２の巾木係止部がそれぞ
   れ設けられる一方、上記第１中子の一端側および他端側
   の各巾木には、上記第１および第２の巾木係止部にそれ
   ぞれ係合する第１および第２の係合部がそれぞれ設けら
   れており、第１係合部は上記第１巾木係止部に対して移
   動不能に係合する一方、第２係合部は上記第２巾木係止
   部に対して中子の長手方向にのみ移動可能でその他の方
   向には移動不能に係合することを特徴とする請求項１〜
   請求項３のいずれか一に記載のシリンダヘッドの鋳型構
   造。
5. 【請求項５】 上記第１中子の一端側および他端側の各
   巾木に第３および第４の巾木係止部がそれぞれ設けられ
   る一方、上記第２中子の一端側および他端側の各巾木に
   は、上記第３および第４の巾木係止部にそれぞれ係合す
   る第３および第４の係合部がそれぞれ設けられており、
   第３係合部は上記第３巾木係止部に対して移動不能に係
   合する一方、第４係合部は上記第４巾木係止部に対して
   中子の長手方向にのみ移動可能でその他の方向には移動
   不能に係合することを特徴とする請求項４記載のシリン
   ダヘッドの鋳型構造。
6. 【請求項６】 上記鋳型は接離可能に設けられた一対の
   上型および下型を備えており、上記各巾木の外側面に
   は、上記両型を閉じ合わせる際のガイド用のテーパ部が
   設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５の
   いずれか一に記載のシリンダヘッドの鋳型構造。
7. 【請求項７】 上記上型および下型の型閉じ方向と略直
   交する方向にスライド可能で鋳造キャビティの側壁の少
   なくとも一部を形成する可動側壁が上型に設けられ、該
   上型には、上記可動側壁の下側に位置して該可動側壁の
   スライド動作を案内するガイド部が設けられていること
   を特徴とする請求項６記載のシリンダヘッドの鋳型構
   造。
8. 【請求項８】 上記鋳型内には、上記第１および第２中
   子と略直交する方向へ延びる第３の中子が、その巾木を
   鋳型側壁に支持させた状態で組み付けられ、上記第３中
   子の巾木の内側面によりシリンダヘッドの他の側面に対
   応する鋳型面の少なくとも一部が形成されており、上記
   第３中子の巾木を支持する鋳型側壁の少なくとも一部が
   砂壁で構成されていることを特徴とする請求項１〜請求
   項７のいずれか一に記載のシリンダヘッドの鋳型構造。
9. 【請求項９】 少なくとも第１および第２の２本の長尺
   状の中子を鋳型内に組み付けた後、鋳造キャビティ内に
   溶湯を注入・充填してエンジンのシリンダヘッドを鋳造
   する鋳造方法において、 上記両中子の両端部に巾木を設け、第１中子はその巾木
   を介して鋳型内に組み付けるとともに、第２中子は、そ
   の巾木を上記第１中子の巾木に支持させることによって
   鋳型内に組み付け、その後に、鋳造キャビティ内に溶湯
   を注入・充填することを特徴とするシリンダヘッドの鋳
   型方法。