JP2003039137A

JP2003039137A - シリンダヘッド鋳造用ポート中子

Info

Publication number: JP2003039137A
Application number: JP2001228254A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Manabe; 達也真鍋; Hiroyuki Tanaka; 宏幸田中; Tsugio Ikeda; 次男池田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Ryobi Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Ryobi Ltd
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】形状がシンプルで中子製造コストが低く、
ポート形状の位置精度や寸法精度が優れたシリンダヘッ
ド素材とすることが可能なシリンダヘッド鋳造用ポート
中子の提供。【解決手段】シリンダヘッドの吸気ポート及び排気ポ
ート形状にそれぞれ合致するポート中子本体２、１２
と、ポート中子本体を金型５１内の所定位置に保持する
ために、ポート中子本体の燃焼室側端部と反燃焼室側端
部に設けられ金型に係合可能な燃焼室側幅木５、１５と
反燃焼室側幅木６、１６とを備えたポート中子である。
燃焼室側幅木の端面にはポート中子本体の直径方向全体
を横断する溝７が形成され、溝の端面は幅木の外周面に
開口する。ポート中子を塗型剤中にどぶ付けして引き上
げたとき、溝の開口から塗型剤が落下でき、余分な塗型
剤が溝中に残留しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシリンダヘッド鋳造用ポ
ート中子、及びシリンダヘッド鋳造装置とシリンダヘッ
ド鋳造用ポート中子との組合せに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シェル中子などに代表される崩壊
性のポート中子を金型内に保持した状態で、アルミニウ
ム合金に代表される軽合金溶湯を金型内に充填し、凝固
完了後に、ポート中子を鋳込んだシリンダヘッド鋳造品
を金型から取り出し、後工程で熱処理と加振処理によっ
てポート中子を除去して、シリンダヘッド素材を得てい
た。

【０００３】例えば図８に示されるように、吸気ポート
中子１０１や排気ポート中子１１１はそれらの燃焼室側
の一端に略裁頭円錐形状の突起１０７、１１７を幅木と
して設け、金型１５１には、幅木の形状と合致する略裁
頭円錐形状の凹部１５５，１５６を形成して幅木を係合
させて金型内に保持していた。なお、ポート中子の他端
部である反燃焼室側にも角柱状の幅木１０６、１１６を
設け、シリンダヘッド素材のシリンダブロックと当接す
る面を形成する金型部位か、シリンダヘッドの横側壁を
形成する金型部位か、若しくは他の部位を形成する金型
や入れ子型の任意の箇所に凹部１５７、１５８を形成し
て幅木を係合させている。

【０００４】ポート中子の位置精度が悪いと、エンジン
に所望の馬力や点火時期が得られなかったり、ノッキン
グの発生につながるなど、エンジン性能に大きな影響を
きたすことになる。よってポート中子を高精度で金型内
に保持する必要がある。

【０００５】重力鋳造法や低圧鋳造法でシリンダヘッド
素材を成形する際には、溶湯の充填速度が遅く圧力も低
いために、従来式のポート中子保持方法でもポート中子
の位置精度や寸法精度に大きな問題が生じることはな
い。しかし、低コスト・大量生産の要請には答えられ
ず、サイクルタイムが長くなり、鋳物の寸法精度や内部
品質も十分ではなかった。

【０００６】高圧ダイカスト法でシリンダヘッド素材を
成形すれば、大量生産の要求に応えられるが、溶湯の充
填速度が速く圧力も高いために、幅木部に多少でもガタ
ツキがあると、中子が保持位置からずれ、ポートの位置
精度が悪化する。また、ポート中子は、高温の溶湯に完
全に包囲された後数秒乃至数十秒遅れて温度が上昇し、
中子砂に含まれる粘結剤成分が熱分解を開始しガスを生
成する。このため成形されたシリンダヘッド素材を金型
から離型する瞬間に、ポート中子の内部に蓄積した分解
性ガスが、幅木部からシリンダヘッド素材の外部に噴出
する。このとき、粘結剤の分解によって中子砂の粘着力
が低下しており、ガスの噴出とともに中子砂もシリンダ
ヘッド素材の外部に噴出する。このとき噴出した中子砂
は、金型上に吹きこぼれ、ポート中子の幅木と係合され
る部位の近辺に付着する。

【０００７】ポート中子が丸突形の幅木の場合には、前
鋳込み品から吹きこぼれた中子砂や塗型の一部は、丸突
型幅木１０７、１１７に係合する金型の丸形凹部１５
５、１５６に付着したり、塗型自体がそのまま凹部に付
着する。これら付着物は、シリンダヘッド素材を金型か
ら取り出した後で行うエアブロー清掃等の金型清掃工程
でも完全に除去されないため、次鋳込み用ポート中子の
装着が困難となる。

【０００８】一方、図９に示されるように、吸気ポート
中子２０１や排気ポート中子２１１の燃焼室側の幅木２
０５、２１５に、丸凹部２０７、２１７が形成されてい
る場合は、金型２５１の係合部位２５５、２５６が丸突
形状となる。この場合に、前鋳込み品から吹きこぼれた
中子砂や塗型は、金型の丸突形状部２５５、２５６に付
着する。これら付着物は、シリンダヘッド素材を金型か
ら取り出した後で行う金型清掃工程で、容易に除去でき
るため、次鋳込み用ポート中子の装着は可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、高圧ダイカス
ト法で砂中子を用いる場合には、中子内部への溶湯の侵
入（差込）を防止するための塗型が不可欠であり、塗型
の厚さも所定の厚さ、例えば０．２〜０．５ｍｍ程度必
要となる。この塗型は、溶媒中に耐火物のセラミックス
や天然の雲母等の塗型骨材が混入したスラリー中に、ポ
ート中子基体をどぶ付けし、水分を乾燥炉中で蒸発乾燥
させ、硬い皮膜とする。この乾燥工程で、ポート中子幅
木部の丸凹部２０７，２１７に余剰のスラリーが流れ込
み、不必要に厚い塗型となる。その結果、金型２５１と
の係合が不十分となり、ポート中子保持部（インロー
部）の位置精度が悪化し、鋳造品のポート位置精度、寸
法精度も悪化することになる。

【００１０】また、湯口から流入した溶湯流によって、
ポート中子が溶湯圧力を受けるが、燃焼室側の幅木２０
５，２１５は、最も溶湯流にさらされる場所である。し
かし、燃焼室側の幅木２０５、２１５は、ポート中子の
断面以内の領域に限られるため、金型と係合する断面積
を大きくとれない。また吸気ポートと排気ポートとが交
差する方向に向かうために、バルブ挟角の制約を受ける
ので、幅木設計の自由度が少なく、燃焼室側の幅木を長
く設計することができず、結果的に燃焼室側の幅木の容
積を大きくできず、丸突形状と丸凹部形状との係合のみ
では、溶湯圧の影響によるポート中子のずれの問題を解
決できない。

【００１１】更に、ダイカスト金型を水平軸方向に金型
が開く横型とした場合には、固定金型の可動金型と対向
する分割面は垂直面であり、その垂直面にポート中子を
保持する必要がある。ここで金型にはポート中子の幅木
挿入のために多少の隙間、ガタツキがあるが、重力の作
用によって、ガタツキ分だけポート中子が下方に移動す
るおそれがあり、ポート中子の位置精度の低下を引き起
こすことになる。また、溶湯が完全に充填されたとき、
溶湯圧によって、ポート中子が変形する。すると上述し
た隙間によるずれが生じやすくなり、特に燃焼室側の幅
木の位置精度が低下する。

【００１２】更に従来は、鋳造後に砂中子を除去する方
法としては、鋳物そのものを約５００℃で４〜５時間加
熱し、砂中子を焼き固めるために用いられるバインダを
熱分解させ、砂同士の粘着力を失わしめて崩壊除去する
方法であり、加熱処理を長時間行うので、時間とコスト
がかかるという欠点があった。

【００１３】そこで本発明は、形状がシンプルであり中
子製造コストが低く、ポート形状の位置精度や寸法精度
が優れたシリンダヘッド素材とすることが可能なシリン
ダヘッド鋳造用ポート中子及びこの中子と鋳造装置との
組合せを提供すること、金型にポート中子の材料が付着
しても、金型清掃工程中に容易に除去が可能なシリンダ
ヘッド鋳造用ポート中子を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、シリンダヘッドの吸気ポート及び排気ポ
ート形状にそれぞれ合致するポート中子本体と、該ポー
ト中子本体を金型内の所定位置に保持するために、該ポ
ート中子本体の燃焼室側端部と反燃焼室側端部に設けら
れ金型に係合可能な燃焼室側幅木と反燃焼室側幅木とを
備え、該燃焼室側端部の端面には凹部が形成されて、該
金型の突部と係合可能であり、外面全体に塗型が施され
たシリンダヘッド鋳造用ポート中子において、該ポート
中子１、１１、２１，３１、４１の燃焼室側幅木５、１
５、２５、３５、４５の該凹部は、ポート中子本体の直
径方向に延びる溝７、１７、２７ａ、２７ｂ、３７、４
７によって形成され、該溝は少なくともその一端が該幅
木の外周面に開口しているシリンダヘッド鋳造用ポート
中子を提供している。

【００１５】ここで該溝７、１７、２７ａ、２７ｂ、３
７、４７は、該燃焼室側幅木５、１５、２５、３５、４
５の端面の直径全体を横断して形成され、該溝の両端が
幅木の外周面に開口しているのが好ましい。

【００１６】また、該ポート中子は、加振処理のみで崩
壊可能な崩壊性ポート中子であるのが好ましい。

【００１７】本発明は更に、型合わせされることによ
り、シリンダヘッド形状に合致するキャビティ５２，６
２を画成する固定金型５１及び可動金型６１と、型合わ
せにより該固定金型５１と該可動金型６１の少なくとも
一方に支持され該キャビティ内５２，６２で位置保持さ
れるシリンダヘッドの吸気ポート及び排気ポート形状に
それぞれ合致するポート中子本体を有し、外面に塗型が
施されたポート中子とを備え、該ポート中子本体を金型
内の所定位置に保持するために、該ポート中子本体の燃
焼室側端部と反燃焼室側端部には、燃焼室側幅木５、１
５、２５、３５、４５と反燃焼室側幅木６、１６、２６
とが設けられ、該燃焼室側端部の幅木の端面には凹部が
形成され、該固定金型又は該可動金型には該凹部と係合
可能な突部５５，５６が設けられ、該キャビティ内には
溶湯が所定方向Ｂに流れてキャビティ内に充填されて、
該シリンダヘッド素材が成形されるシリンダヘッド鋳造
装置とシリンダヘッド鋳造用ポート中子の組合せにおい
て、該ポート中子１、１１、２１，３１、４１の燃焼室
側幅木５、１５、２５、３５、４５の該凹部は、ポート
中子本体の直径方向に延びる溝７、１７、２７ａ、３
７、４７によって形成され、該溝は少なくともその一端
が該幅木の外周面に開口し、該ポート中子は、該溝が該
溶湯の所定方向Ｂの流れと直交する方向に該金型５１に
保持されるシリンダヘッド鋳造装置とシリンダヘッド鋳
造用ポート中子との組合せを提供している。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態による
シリンダヘッド鋳造用ポート中子について図１乃至図４
に基づき説明する。図１に示されるシリンダヘッド鋳造
用ポート中子は、図示せぬシリンダヘッドの吸気ポート
用中子１と排気ポート用中子１１とがある。図１では吸
気ポート用中子１が固定金型５１にセットされる前の状
態を示し、排気ポート用中子１１が固定金型５１にセッ
トされた状態を示す。

【００１９】吸気ポート用中子１は、シリンダヘッドの
吸気ポート形状に合致する断面円形のポート中子本体２
と、ポート中子本体２を金型内の所定位置に保持するた
めに、ポート中子本体の燃焼室側端部３と反燃焼室側端
部４に設けられ固定金型５１に係合可能な燃焼室側幅木
５と反燃焼室側幅木６とを備える。図２（Ａ）、（Ｂ）
に示されるように、燃焼室側端部３の端面には、ポート
中子本体２の直径方向に延びる溝７が、燃焼室側幅木端
面の直径全体を横断して形成されており、溝７の両端は
幅木の外周面に開口している。溝７は、端面に向かって
溝幅が拡大するようにその側壁が角度α分（０．１５度
以上、好ましくは２度以上）対称に傾斜している。

【００２０】同様に排気ポート用中子１１は、シリンダ
ヘッドの排気ポート形状に合致する断面円形のポート中
子本体１２と、ポート中子本体１２を金型内の所定位置
に保持するために、ポート中子本体の燃焼室側端部１３
と反燃焼室側端部１４に設けられ固定金型５１に係合可
能な燃焼室側幅木１５と反燃焼室側幅木１６とを備え
る。燃焼室側端部１３の端面には、ポート中子本体１２
の直径方向に延びる溝１７が、燃焼室側幅木端面の直径
全体を横断して形成されており、溝１７の両端は幅木の
外周面に開口している。溝１７も、端面に向かって溝幅
が拡大するようにその側壁が角度α分対称に傾斜してい
る。

【００２１】反燃焼室側幅木６、１６は、略直方体形状
をなし、燃焼室側幅木３、１３よりも容量が大きく設定
されている。燃焼室側の幅木５、１５は吸気ポートと排
気ポートとが交差する軸線方向に延びているために、容
量が大きくできず、反燃焼室側の幅木６、１６によって
ある程度のポート中子の保持力を確保するためである。

【００２２】ここで、ポート中子１、１１は、加振する
ことにより崩壊し、外面に塗型が施された崩壊性ポート
中子であり、後述するポート中子除去工程において、成
形されたシリンダヘッド素材を加振することにより崩壊
可能である。例えば特開平１―１３３６３９号公報や、
特開昭６４−４８６３８号公報記載の材料で、中子素材
や塗型を製造するのが好ましい。またポート中子１、１
１が高圧の鋳造圧に耐え得るために、塗型の厚さを０．
３ｍｍとする。そのために、ポート中子の造型では、膜
厚分を考慮して溝７，１７の寸法を予め大きくしておく
必要がある。

【００２３】シリンダヘッド鋳造装置５０について図
１，図３、図４に基づき説明する。シリンダヘッド鋳造
装置５０は、鋳造圧が３００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の高
圧鋳造機であって横型であり、固定金型５１と、固定金
型５１に対して水平方向に接近離間する可動金型６１を
有する。固定金型５１の可動金型６１と対向する面（分
割面）は垂直面であり、その垂直面にポート中子１、１
１が略水平方向に、即ちポート中子本体２，１２の軸線
が略水平方向に支持される。具体的には、固定金型５１
は、シリンダヘッドの外形を画成するキャビティ５２が
形成され、キャビティ５２には燃焼室成形部５３が形成
される。キャビティ５２の下側には、キャビティ５２に
連通するランナー部５４が形成され、溶湯はランナー部
５４を介して、キャビティ内を上向きに流れることにな
る。

【００２４】燃焼室成形部５３には、吸気ポート中子１
の燃焼室側幅木５の溝７と係合する幅木係合突部５５
と、排気ポート中子１１の燃焼室側幅木１５の溝１７と
係合する幅木係合突部５６とが設けられ、係合突部５
５，５６には、略水平方向に延びるリブ状の突起５５
Ａ、５６Ａ（図４）が設けられる。リブ状突起５５Ａ、
５６Ａのそれぞれの対向面は、水平面に対して角度α分
（０．１５度以上、好ましくは２度以上）傾斜して先端
先細り形状をなし、幅木が水平方向に移動した際の抜け
勾配となる。よって金型の分割面に対して垂直方向の軸
線に関して抜け勾配が提供される。

【００２５】キャビティ５２の外側には吸気ポート中子
１の反燃焼室側幅木６と係合する幅木係合凹部５７と、
排気ポート中子１１の反燃焼室側幅木１６と係合する幅
木係合凹部５８が形成されている。また、キャビティ５
２内には、同一円周上に配置された図示せぬウォーター
ジャケット用砂中子の複数の幅木を挿入させるための複
数の幅木挿入穴５９が形成されている。

【００２６】可動金型６１は、固定金型５１のキャビテ
ィ５２と共にシリンダヘッドの外形を画成するキャビテ
ィ５２が形成され、キャビティ５２の外側には、水平方
向に摺動可能な一対のスライド中子６３、６４と、鉛直
方向に摺動可能なスライド中子６５が備えられている。

【００２７】次にシリンダヘッドの鋳造工程について説
明する。造型したポート中子１に塗型を施す際には、塗
型骨材を溶媒に溶かし込んだスラリー中に、図２（ｃ）
の矢印Ａ方向に示されるように、溝７が鉛直方向となる
ようにどぶ付けする。この方向では、ポート中子１をス
ラリーから引き出したときに溝７内のスラリーＳは重力
により溝の最下端開口端部から容易に流れ落ちることが
でき、溝７内にスラリーが過剰に溜まってそのまま乾燥
することがなく、溝７の壁面や底面も所望の塗型膜厚に
成形できる。排気ポート中子１１についても同様であ
る。従って、特に高圧鋳造に耐え得るように比較的厚い
塗型を施す場合に、溝内の塗型膜厚を他の部位と同じに
することができる。

【００２８】図示せぬウォータージャケット用砂中子の
複数の幅木を幅木挿入穴５９に挿入した後又は挿入と同
時に、塗型の施されたポート中子１，１１を固定金型５
１にセットする。即ちポート中子１，１１の燃焼室側幅
木５．１５の溝７，１７が係合突部５５，５６のリブ状
の突起５５Ａ、５６Ａにそれぞれ係合し、反燃焼室側幅
木６，１６が幅木係合凹部５７、５８とそれぞれ係合す
る。このとき、溝７，１７内の塗型の膜厚は所望の膜厚
となっているので、溝７，１７とリブ状の突起５５Ａ、
５６Ａとはそれぞれ良好に係合でき、ポート中子１，１
１は正規の位置に保持される。なお、ポート中子１，１
１が固定金型５１にセットされた状態では、ポート中子
１，１１の軸線は略水平方向に延びている。

【００２９】次に可動金型６１のスライド中子６３，６
４，６５を所定位置まで摺動移動させ、移動完了後に可
動金型６１を固定金型５１方向に水平移動して型合わせ
がなされる。そしてアルミニウム合金等の溶湯が図示せ
ぬ湯口からランナー部５４を通じて金型キャビティ５
２、６２内に高圧（３００ｋｇｆ／ｃｍ^２以上）で射出
充填され、シリンダヘッド素材が鋳造される。

【００３０】ランナー部５４はキャビティ５２、６２の
下端部で接続されているので、溶湯は図２（Ａ）や図４
で示される矢印Ｂ方向（鉛直方向上方）に流れる。ここ
で燃焼室側の幅木部５、１５は溶湯流による影響を受け
やすい位置にあり、また、吸気ポートと排気ポートとが
互いに近づきつつある位置にあるので、寸法上の制約を
受けるのであるが、溝７，１７がリブ状の突起５５Ａ、
５６Ａにより略水平方向に延びて固定金型５１にセット
されているので、溶湯流Ｂは溝７，１７に対して略直角
に当たることになり、ポート中子１，１１が溶湯流によ
ってずれることを有効に防止することができる。また、
溝７，１７は、幅木５，１５の端面の直径方向に位置し
ているので、直径方向に位置していない場合と比較し
て、溝の周囲の強度を、ひいては、中子の保持耐力を最
大限にすることができる。

【００３１】溶湯の温度が低下して凝固が完了した後
に、可動金型６１を固定金型５１から離間させ、シリン
ダヘッド素材を固定金型から分離させる。このときリブ
状突起５５Ａ、５６Ａには、抜け勾配が形成されている
ので、シリンダヘッド素材中に鋳ぐるまれているポート
中子１，１１の燃焼室側幅木５，１５の溝７，１７は、
容易にリブ状突起５５Ａ、５６Ａから離間することがで
きる。

【００３２】次にスライド中子６３，６４、６５を後退
摺動させて、シリンダヘッド素材を可動金型６１から分
離させる。分離後、固定金型５１や可動金型６１に離型
剤を塗布し、エアーブローして清掃する。係合突部５
５，５６特にリブ状の突起５５Ａ、５６Ａには、塗型や
中子砂が付着している場合があるが、突部への付着であ
るため完全に除去清掃でき、次回の鋳造のためのポート
中子の挿入を正確に行うことができる。

【００３３】次にシリンダヘッド素材を加振すると、吸
気ポート中子１と排気ポート中子１１とが加振によって
崩壊し、シリンダヘッド素材から除去され、中空形状の
吸気ポートと排気ポート付きのシリンダヘッド素材が得
られる。

【００３４】本発明の第２の実施の形態によるシリンダ
ヘッド鋳造用ポート中子について図５に基づき説明す
る。なお以下の実施の形態では便宜上吸気用ポート中子
として説明するが、排気ポート中子についても同様であ
る。第２の実施の形態では、ポート中子２１の燃焼室側
幅木２５の端面には、第１の実施の形態の溝７に対応す
る第１溝２７ａに加えて、第１溝２７ａに直交する第２
溝２７ｂが形成されている。第２溝２７ｂの断面形状
も、幅木の端面方向に向かって溝幅が徐々に拡大する形
状をなす。固定金型には、第１溝２７ａ、第２溝２７ｂ
の形状に倣った図示せぬリブ状の突起が直交して設けら
れる。反燃焼室側幅木２６については、第１の実施の形
態の反燃焼室側幅木６と同様である。

【００３５】かかる構成は、金型キャビティ内の溶湯流
の方向が不特定な場合に有効であり、第１溝２７ａと第
２溝２７ｂとによる２重の位置決めによって、ポート中
子２１の保持が一層安定する。

【００３６】図６は、本発明の第３の実施の形態による
シリンダヘッド鋳造用ポート中子３１を示す。この実施
の形態では、燃焼室側幅木３５の端面に形成される溝３
７の向きは溶湯流Ｂに対して直交して延びている点で上
述した実施の形態と同様であるが、溝幅が、溝の一端か
ら他端に向かって徐々に対称に変化している点で、第１
の実施の形態の溝と相違する。かかる構成によれば、ポ
ート中子３１が図の右方向に付勢されやすい場合に、そ
のようなポート中子の移動を防止することができる。

【００３７】図７は、本発明の第４の実施の形態による
シリンダヘッド鋳造用ポート中子４１を示す。この実施
の形態では、燃焼室側幅木４５の端面に形成される溝４
７は端面中心部で溝幅が最大となり、溝の両端部で溝幅
が最小となる。かかる構成によれば、ポート中子４１が
図の左右方向に付勢されやすい場合に、そのようなポー
ト中子の移動を有効に防止することができる。

【００３８】本発明によるシリンダヘッド鋳造用ポート
中子は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範
囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例
えば、上述した実施の形態では、燃焼室側幅木における
溝は、燃焼室側幅木の端面の直径全体を横断して形成さ
れており、溝の両端が幅木の外周面に開口しているが、
鋳造条件等に応じて、溝を直径方向全体に横断させず、
例えば、半径分だけ横断させ、溝の一端のみを幅木の外
周面に開口させてもよい。その場合に、スラリへのどぶ
付けの際には、溝の開口端が最下位置（図２（Ｃ）参
照）となるように溝を形成すれば、余分なスラリーは溝
の開口端から落下できる。

【００３９】また上述した実施の形態では、加振処理の
みで崩壊可能な崩壊性ポート中子を使用しているが、こ
のような材料に限定されない。また、崩壊性ポート中子
を用いた場合に、加振処理による中子の除去を一層容易
にするために、加振処理に先立って、中子砂のバインダ
が熱分解する温度域まで、シリンダヘッド素材を加熱し
てもよい。

【００４０】また、上述した実施の形態では、単気筒の
エンジンに関するものであるが、本発明は多気筒のエン
ジンにも適用可能であり、また、１気筒当たり吸気弁と
排気弁の合計数が３個以上のエンジンにも適用可能であ
る。

【００４１】また、図７に示される第４の実施の形態の
変更例として、溝の長手方向中央部の溝幅が最小で、両
端の溝幅が最大となる形状としてもよい。更に、溝の深
さを一定ではなく、深さを変化させてもよい。

【００４２】

【発明の効果】請求項１記載のシリンダヘッド鋳造用ポ
ート中子によれば、ポート中子の燃焼室側幅木の凹部
が、ポート中子本体の直径方向に延びる溝によって形成
され、この溝の少なくとも一端が幅木の外周面に開口し
ているので、ポート中子本体に塗型を施す際に、塗型剤
が溝の少なくとも一端からしたたり落ちることができ、
塗型剤が溝内に過剰に溜まることがない。よって、溝と
金型の突部との係合が正確になし得、ポート中子の金型
内の位置を精度よく維持することができる。特に高圧鋳
造のためには、塗型を厚く施す必要があるが、その場合
にも溝内に塗型剤が過剰に溜まることが防止できる。そ
して高圧鋳造に使用可能であるので、シリンダヘッドを
低コストで大量生産できる。

【００４３】また溝は、ポート中子本体の直径方向に延
びているため、溝が直径からはずれた位置に形成されて
いる場合と比較して、燃焼室側幅木部の機械的強度を最
大限に維持でき、ポート中子が金型に保持された状態で
は、燃焼室側幅木の溝部での保持耐力を最大限に発揮で
きる。

【００４４】更に、燃焼室側幅木に溝を形成するだけな
ので、ポート中子自体の造型が簡単であるばかりか、鋳
造装置の金型も簡単な構成で幅木と係合可能であるの
で、金型自体も特殊な構造が不要である。

【００４５】更に、金型側が突部となって溝と係合する
ので、突部に付着した塗型剤や中子砂は、製品取り出し
後の金型清掃工程で簡単に除去でき、次回の鋳造の際の
ポート中子との係合を良好に行える。

【００４６】請求項２記載のシリンダヘッド鋳造用ポー
ト中子によれば、溝は燃焼室側幅木端面の直径全体を横
断して形成されているので、幅木の断面積を最大限に生
かして溝長が確保でき、インロー部の係合面積を高める
ことができる。また溝の両端が幅木の外周面に開口して
いるので、塗型剤が溝内に溜まる傾向をより一層排除す
ることができる。

【００４７】請求項３記載のシリンダヘッド鋳造用ポー
ト中子によれば、加振処理のみで崩壊可能な崩壊性ポー
ト中子であるので、中子砂を崩壊除去する時間とコスト
を低減可能である。

【００４８】請求項４記載のシリンダヘッド鋳造装置と
シリンダヘッド鋳造用ポート中子の組合せによれば、請
求項１の効果に加えて、溝はキャビティ内の溶湯の所定
方向の流れと直交する方向に金型に保持されるので、溶
湯流による燃焼室側幅木部のずれを抑制でき、鋳造中で
あってもポート中子の位置精度を維持することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるシリンダヘッ
ド鋳造用吸気ポート中子と排気ポート中子が金型に装着
される状態を示す概略図。

【図２】本発明の第１の実施の形態による吸気ポート中
子を示す図であり、（Ａ）は図１の矢印ＩＩａから見た
燃焼室側幅木を示す図、（Ｂ）は図２（Ａ）の矢印ＩＩ
ｂから見た燃焼室側幅木を示す図。（Ｃ）は塗型を施す
ためのどぶ付けの方向を示す図。

【図３】本発明の第１の実施の形態によるポート中子を
装着する横型のシリンダへッド鋳造装置の型開きの状態
を示す概略図。

【図４】図３に示される鋳造装置の固定金型におけるキ
ャビティ内の燃焼室成形部を示す正面図。

【図５】本発明の第２の実施の形態による吸気ポート中
子を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図５
（Ａ）の矢印Ｖｂから見た燃焼室側幅木を示す図、
（Ｃ）は図５（Ｂ）の矢印Ｖｃから見た燃焼室側幅木を
示す図。

【図６】本発明の第３の実施の形態による吸気ポート中
子の燃焼室側幅木を示す図であり、（Ａ）は図５（Ｂ）
と同様な方向の図、（Ｂ）は、図６（Ａ）の矢印ＶＩｂ
から見た図。

【図７】本発明の第４の実施の形態による吸気ポート中
子の燃焼室側幅木を示す図であり、（Ａ）は図５（Ｂ）
と同様な方向の図、（Ｂ）は、図７（Ａ）の矢印ＶＩＩ
ｂから見た図。

【図８】（Ａ）は従来のシリンダヘッド鋳造用吸気ポー
ト中子と排気ポート中子が、金型に装着された状態を示
す概略図、（Ｂ）は図８（Ａ）の矢印ＶＩＩＩｂから見
た吸気ポート中子を示す図。

【図９】（Ａ）は他の従来のシリンダヘッド鋳造用吸気
ポート中子と排気ポート中子が、金型に装着された状態
を示す概略図、（Ｂ）は図９（Ａ）の矢印ＩＸｂから見
た吸気ポート中子を示す図。

【符号の説明】１、２１、３１、４１吸気ポート中子１１排気ポート中子５、１５、２５、３５、４５燃焼室側幅木６、１６、２６反燃焼室側幅木７、１７、２７ａ、２７ｂ、３７、４７溝５１固定金型６１可動金型５２、６２キャビティ５５、５６幅木係合突部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２２Ｄ 17/22 Ｂ２２Ｄ 17/22 Ｈ (72)発明者田中宏幸埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者池田次男埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内Ｆターム(参考） 4E093 QA02 QB05 QD02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダヘッドの吸気ポート及び排気ポ
ート形状にそれぞれ合致するポート中子本体と、該ポー
ト中子本体を金型内の所定位置に保持するために、該ポ
ート中子本体の燃焼室側端部と反燃焼室側端部に設けら
れ金型に係合可能な燃焼室側幅木と反燃焼室側幅木とを
備え、該燃焼室側端部の端面には凹部が形成されて、該
金型の突部と係合可能であり、外面全体に塗型が施され
たシリンダヘッド鋳造用ポート中子において、該ポート中子の燃焼室側幅木の該凹部は、ポート中子本
体の直径方向に延びる溝によって形成され、該溝は少な
くともその一端が該幅木の外周面に開口していることを
特徴とするシリンダヘッド鋳造用ポート中子。
【請求項２】該溝は、該燃焼室側幅木の端面の直径全
体を横断して形成され、該溝の両端が幅木の外周面に開
口していることを特徴とする請求項１記載のシリンダヘ
ッド鋳造用ポート中子。
【請求項３】該ポート中子は、加振処理のみで崩壊可
能な崩壊性ポート中子であることを特徴とする請求項１
乃至２のいずれか１記載のシリンダヘッド鋳造用ポート
中子。
【請求項４】型合わせされることにより、シリンダヘ
ッド形状に合致するキャビティを画成する固定金型及び
可動金型と、型合わせにより該固定金型と該可動金型の
少なくとも一方に支持され該キャビティ内で位置保持さ
れるシリンダヘッドの吸気ポート及び排気ポート形状に
それぞれ合致するポート中子本体を有し、外面に塗型が
施されたポート中子とを備え、該ポート中子本体を金型内の所定位置に保持するため
に、該ポート中子本体の燃焼室側端部と反燃焼室側端部
には、燃焼室側幅木と反燃焼室側幅木とが設けられ、該
燃焼室側端部の幅木の端面には凹部が形成され、該固定
金型又は該可動金型には該凹部と係合可能な突部が設け
られ、該キャビティ内には溶湯が所定方向に流れてキャ
ビティ内に充填されて該シリンダヘッド素材が成形され
るシリンダヘッド鋳造装置とシリンダヘッド鋳造用ポー
ト中子の組合せにおいて、該ポート中子の燃焼室側幅木の該凹部は、ポート中子本
体の直径方向に延びる溝によって形成され、該溝は少な
くともその一端が該幅木の外周面に開口し、該ポート中子は、該溝が該溶湯の所定方向の流れと直交
する方向に該金型に保持されることを特徴とするシリン
ダヘッド鋳造装置とシリンダヘッド鋳造用ポート中子と
の組合せ。