JP2005118860A - 砂中子造型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 中子の割れに起因するバリの発生箇所を限定的なものとして後加工でのバリ取り作業の容易化を図ることを目的とする。
【解決手段】 砂中子造型装置は、シリンダヘッドの吸気ポートを複数のポートに仕切るタンブル板１００（仕切り板）が、シリンダヘッドの鋳造成形時に鋳包まれるように設置された吸気ポート成形用砂中子２００（ポート中子）を造型するために使用される。この砂中子造型装置は、型内に載置されたタンブル板１００における吸気側端部Ｔｂに向けて可動自在に設けられ、吸気側端部の側の中子砂を盗む砂除去部３１１が設けられたルーズピース３１０を有している。
【選択図】 図９

Description

本発明は、砂中子造型装置に関するものである。

最近の内燃機関のシリンダには、シリンダヘッドの吸気ポート内に、タンブル板とも指称される仕切り板を設けたものがある。吸気ポートの吸気側端部に配置された気流制御弁を制御することにより、吸気ポートからシリンダボアに導入される吸気を仕切り板によって偏流させ、シリンダボア内で生じるタンブル流（縦渦流）を強化し、燃費の向上などを図るようにしている（特許文献１を参照）。

なお、本明細書では、仕切り板において、空気や燃料ガスの吸気が流入してくる側を「吸気側」、その反対側、つまりシリンダボア側を「シリンダ側」と称することとする。

シリンダヘッドを鋳造成形する場合には、金属製の仕切り板を吸気ポート成形用砂中子内に設置し、仕切り板を鋳包み成形することが一般的である。シリンダヘッドの鋳造成形時には、中子および仕切り板のそれぞれは、溶湯からの熱により温度が上昇し熱膨張する。ここで、仕切り板の熱膨張係数と、仕切り板を保持する中子の熱膨張係数との差は大きく、仕切り板は、中子に比べると熱膨張量が大きい。このため、仕切り板が中子を加圧ないし押し広げ、中子に亀裂や破損を生じさせ、この亀裂から溶湯が染み出し、バリを作る虞がある。また、仕切り板の熱膨張により、シリンダヘッドの鋳造成形時に仕切り板の位置がズレる虞があり、さらには、鋳造完了後の製品としてのシリンダヘッドにおいて、仕切り板に製品内でのガタが生じる虞もある。

このため、バリの発生箇所によっては後加工でのバリ取り作業が極めて面倒となるばかりでなく、仕切り板の位置ズレや製品内でのガタにより製品品質の低下をも招来することになる。したがって、仕切り板に対しては熱的影響を十分考慮しなければならない。

特許文献１に開示された仕切り板は、シリンダヘッドの鋳造成形時に仕切板を鋳込む際の熱膨張による変形対策として、波形状に形成されている。しかしながら、波形状の仕切り板は、吸気ポートの半径方向の熱膨張は吸収できても、軸線方向の熱膨張を吸収できない。このため、仕切り板と中子との熱膨張量差による中子の割れに起因するバリの発生箇所を限定することができず、また、仕切り板の位置ズレや製品内でのガタなどを十分に抑えることはできない。
特表２００１−１９３４６９号公報

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、中子の割れに起因するバリの発生箇所を限定的なものとして後加工でのバリ取り作業の容易化を図ることを目的とする。

上記目的を達成する本発明は、シリンダヘッドの吸気ポートを複数のポートに仕切る仕切り板が、シリンダヘッドの鋳造成形時に鋳包まれるように設置された吸気ポート成形用砂中子を造型する砂中子造型装置において、
型内に載置された前記仕切り板における吸気側端部に向けて可動自在に設けられ、前記吸気側端部の側の中子砂を盗む砂除去部が設けられたルーズピースを有していることを特徴とする砂中子造型装置である。

本発明によれば、ルーズピースの砂除去部により、吸気ポート成形用砂中子には、仕切り板の吸気側端部の側の中子砂が盗まれた空間部が成形されるため、溶湯の熱により仕切り板が熱膨張する方向を前記空間部に向かう一方向に限定ないし制御することが可能となり、中子の割れに起因するバリの発生箇所を限定的なものとして後加工でのバリ取り作業の容易化を図ることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。

まず、本発明の前提となる、吸気ポート１４用の仕切り板１００を有するシリンダヘッド１０について説明する。なお、以下の説明では、吸気ポート１４用の仕切り板１００を、「タンブル板１００」とも称する。

図１は、エンジンのシリンダヘッド１０を示す概略断面図、図２は、吸気ポート１４の軸直角断面図、図３は、シリンダヘッド１０での気流状態を示す概略図、図４は、図３の概略平面図である。

図１および図３を参照して、シリンダヘッド１０は、シリンダブロック１１の上部に設けられ、インテークマニホールド１２からの空気や燃料ガスからなる吸気流をシリンダボア１３内に導入する吸気ポート１４と、シリンダボア１３内で燃焼した後の排ガスを排出する排気ポート１５を有している。なお、図示のエンジンは、１気筒４バルブであり、吸気弁１６および排気弁１７が２つずつ設けられている。

吸気ポート１４内には、吸気側（図３の外端側）からシリンダ側に向かって流れる吸気の流れ方向（白抜き矢印）に沿って仕切り板１００が設けられている。仕切り板１００の吸気側には、図３および図４に示すように、制御弁１８が設けられたインテークマニホールド１２が接続されている。吸気ポート１４は、仕切り板１００により、上部ポート１４ｕと下部ポート１４ｄに仕切られることになり、制御弁１８により下部ポート１４ｄを閉じると、吸気は、増速されて上部ポート１４ｕ内を流れ、シリンダボア１３内で強力なタンブル流（縦渦流）を形成することになる。

吸気ポート１４は、シリンダ側の通路が大きく屈曲しており、タンブル板１００のシリンダ側端部Ｔａの位置がバラ付くと、気流の特性が変化し、タンブル流の発生状況に大きく影響することになるので、シリンダ側端部Ｔａの位置は、きわめて重要な位置となる。一方、タンブル板１００の吸気側端部Ｔｂの位置は、吸気を分岐する側であり、しかも制御弁１８が設けられる部分であることから、その位置がバラ付いても、気流の特性に変化をもたらすことはなく、一般的には、シリンダ側端部Ｔａの位置程精度よく設定する必要はない。

そこで、本実施形態では、シリンダヘッド１０を鋳造成形するに当り、タンブル板１００のシリンダ側端部Ｔａの位置は位置固定的に、吸気側端部Ｔｂの位置は比較的自由な構成とし、注湯時にタンブル板１００が熱的影響を受けても、吸気側端部Ｔｂ側でこれを吸収できるようにしている。

図５（Ａ）（Ｂ）は、本実施形態に係るタンブル板１００を示す平面図および側面図である。

図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、実施形態に係るタンブル板１００は、シリンダヘッド１０の吸気ポート１４を形成する後述の吸気ポート成形用砂中子２００（図６、図７を参照）に予め設置され、シリンダヘッド１０の鋳造成形時に鋳包まれて、シリンダヘッド１０の吸気ポート１４を複数のポート（上部ポート１４ｕと下部ポート１４ｄ）に仕切るものである。なお、以下の説明では、タンブル板１００が予め設置された吸気ポート成形用砂中子２００を、「ポート中子２００」とも称する。

詳述すると、タンブル板１００は、略矩形形状を有し、シリンダヘッド１０の鋳造成形時に溶湯に鋳包まれることになる両側縁部Ｔｃと、両側縁部Ｔｃに連続するとともに吸気ポート１４内で吸気の流れの上流側に配置されることになる吸気側端部Ｔｂと、両側縁部Ｔｃに連続するとともに吸気の流れの下流側に配置されることになるシリンダ側端部Ｔａと、を備えている。両側縁部Ｔｃよりも内方部分が、吸気ポート１４内を仕切る仕切り部１０３となる。図中符号１０１および１０２は、それぞれ、両側縁部Ｔｃにおける側端面１０１および厚み方向の端面１０２を示している。

タンブル板１００の材質は、リサイクル性を考慮してアルミニウム合金を使用することが好ましい。

タンブル板１００の板厚は、吸気ポート１４内を流通する吸気の抵抗にならないように薄肉であることが望ましいが、タンブル板１００の材質がアルミニウム合金の場合には、シリンダヘッド１０鋳造品を熱処理する際の熱変形を防止する必要を考慮し、約１．５ｍｍ以上であることが望ましい。

タンブル板１００の吸気側端部Ｔｂに面取りを施してもよい。シリンダヘッド１０鋳造成形後の後加工で、インテークマニホールド１２が接続されるシリンダヘッド１０端面をカッタなどで機械加工する場合があるが、このような場合にタンブル板１００の吸気側端部Ｔｂの切除をより滑らかに行うことができ、加工時のかえりバリの発生を抑制できるからである。

タンブル板１００の製造方法は特に限定されないが、同品質のものを簡便かつ安価に作製する観点から、プレス成形によりタンブル板１００を作製することが好ましい。

図６（Ａ）は、タンブル板１００が予め設置され、砂盗み空間部２２０および溶湯止め砂壁２２１が成形されたポート中子２００を示す斜視図、図６（Ｂ）は、砂盗み空間部２２０側からポート中子２００を見た状態を示す斜視図、図７（Ａ）（Ｂ）は、同ポート中子２００を示す平面図および側面図である。図８は、ポート中子２００を造型する砂中子造型装置における型３００を示す概略断面図である。なお、以下の説明では、ポート中子２００を造型する砂中子造型装置における型３００を、「中子型３００」と略称する。

シリンダヘッド１０を鋳造成形する際には、まず、図８に示される中子型３００を用いて、図６および図７に示されるポート中子２００が造型される。

ポート中子２００は、シリンダヘッド１０を鋳造成形する鋳造型４００内に設置して（図１４を参照）、シリンダヘッド１０の吸気ポート１４を形成するものである。このポート中子２００は、上述したタンブル板１００が、その両側縁部Ｔｃを溶湯に鋳包まれるように外部に突出して、予め設置されている。

ポート中子２００は、吸気ポート１４の形状を成形する領域（「製品形状内」とも言う）よりも外側（「製品形状外」とも言う）に巾木２０１を有している。前記製品形状内は溶湯との接触が多く熱劣化の影響を受けやすいが、巾木２０１は、溶湯との接触が少ないため、中子砂２１０のバインダの熱劣化の影響が少なく、鋳造時においては、前記製品形状内に比べると中子強度が保たれる部分である。このため、シリンダヘッド１０の鋳造成形時におけるタンブル板１００の熱膨張により、ポート中子２００がシリンダ側端部Ｔａによって加圧され、製品形状内に亀裂や破損などが生じる虞がある。製品形状内で中子折れが生じると、後加工でのバリ取り作業が極めて面倒となる。

そこで、本実施形態のポート中子２００では、吸気側端部Ｔｂの側の中子砂２１０を盗んだ構成とし、熱劣化により強度が低下する製品形状内における強度を下回る強度を有する箇所、すなわち、ポート中子２００で最も弱い強度を有する箇所を、積極的かつ安定して、製品形状外に設定できるようにしてある。かかる構成は、タンブル板１００と中子砂２１０との熱膨張差による内部応力を、製品形状外に安定的に解放することを意図したものである。

すなわち、ポート中子２００は、吸気側端部Ｔｂの側の中子砂２１０を盗むことにより成形される砂盗み空間部２２０と、砂盗み空間部２２０への溶湯の侵入を防止する溶湯止め砂壁２２１と、を有している。砂盗み空間部２２０は、溶湯の熱によるタンブル板１００の熱膨張を許容し、タンブル板１００の伸び量を吸収する空間となる部分である。また、溶湯止め砂壁２２１は、中子砂２１０のみにより形成された薄肉で細長い部分をいい、砂盗み空間部２２０への溶湯の侵入を防止するための一種の堰となる部分である。砂盗み空間部２２０および溶湯止め砂壁２２１の詳細な機能については後に詳述する。

外部に突出したタンブル板１００の両側縁部Ｔｃは、溶湯に鋳包まれたときの保持をより確実にする部分である。両側縁部Ｔｃの鋳包み代は、特に限定されるものではないが、例えば、約２ｍｍに設定されている。

図８を参照して、前記中子型３００は、中子用上型３０１、中子用下型３０２、ルーズピース３１０などからなる複数の部分型から構成されている。これら部分型を突き合わせると、その内部には、ポート中子２００を形成するためのキャビティ３０３が形成される。このキャビティ３０３内に、中子砂を吹き込み、押し固めてポート中子２００を成形する。

図９（Ａ）は、砂中子造型装置のルーズピース３１０により砂盗み空間部２２０を成形する説明に供する概略平面図、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の９Ｂ−９Ｂ線に沿う断面図、図１０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、砂中子造型装置のルーズピース３１０により溶湯止め砂壁２２１を成形する説明に供する概略側面図、図１０（Ａ）の１０Ｂ−１０Ｂ線に沿う断面図および図１０（Ｂ）の１０Ｃ部の詳細図である。なお、図９中符号「３２０」は、中子砂を吹込む砂吹込み口を示している。

本実施形態では、図９および図１０に示すように、砂盗み空間部２２０および溶湯止め砂壁２２１を成形するために、プレート形状の可動式のルーズピース３１０を使用している。このルーズピース３１０は、概説すれば、型内に載置されたタンブル板１００における吸気側端部Ｔｂに向けて可動自在に設けられ、吸気側端部Ｔｂの側の中子砂２１０を盗む砂除去部３１１が設けられている。さらに、このルーズピース３１０には、砂除去部３１１によりポート中子２００に成形されることになる砂盗み空間部２２０への溶湯の侵入を防止する溶湯止め砂壁２２１を成形する砂壁成形面３１２が設けられている。

詳述すると、ルーズピース３１０は、図９（Ａ）（Ｂ）には２点鎖線で示され、図中左側に示される先端部には、砂盗み空間部２２０に対応する大きさの砂除去部３１１が設けられている。砂除去部３１１の上面は、テーパ状に傾斜して形成されている。砂除去部３１１から図中右側に示される後端部にかけては、傾斜した上面に形成されている。ルーズピース３１０の下面は、略水平に形成され、中子用下型３０２の上面に対してスライド移動自在に設けられている。ルーズピース３１０は、ポート中子２００を造型する場合には、砂除去部３１１の先端面がタンブル板１００の吸気側端部Ｔｂに当接した状態にセットされる。

図１０（Ａ）（Ｂ）を参照して、ルーズピース３１０の砂除去部３１１の側面には、テーパ状に先細りとなる砂壁成形面３１２が設けられている。図１０（Ｃ）に示すように、砂壁成形面３１２により中子砂２１０の入り込みが許容され、成形後のポート中子２００の側面に、溶湯止め砂壁２２１が形成される（図６（Ａ）をも参照）。

図１１は、ルーズピース３１０の固定手段により、型内に載置されたタンブル板１００における吸気側端部Ｔｂの先端面を押さえた状態を示す断面図である。図１２（Ａ）（Ｂ）は、中子砂吹き込み時の砂流動を概念的に示す概略平面図および概略側断面図、図１２（Ｃ）は、ルーズピース３１０の固定手段３３０により、型３００内に載置されたタンブル板１００における吸気側端部Ｔｂの厚み方向の上端面１０２をも押さえた状態を示す断面図である。

本実施形態のルーズピース３１０はさらに、型３００に対するタンブル板１００の位置を規制する固定手段３３０が設けられている。固定手段３３０は、型３００内に載置されたタンブル板１００における吸気側端部Ｔｂの先端面を押さえる第１の押さえ部材３３１（図１１参照）より構成したり、型３００内に載置されたタンブル板１００における吸気側端部Ｔｂの厚み方向の上端面１０２をも押さえる第２の押さえ部材３３２（図１２（Ｃ）参照）より構成したりすることができる。

まず、図１１を参照して、第１の押さえ部材３３１について説明する。

ポート中子２００を成形する際には、中子型３００内に予めタンブル板１００を載置した状態で中子砂２１０が吹き込まれる。このとき、中子用下型３０２のキャビティ周縁に形成した座３３３にタンブル板１００をセットし、中子用上型３０１を閉じてタンブル板１００を保持する形態では、タンブル板１００を中子型３００内でズレないように位置決めすることが難しく、型３００に対するタンブル板１００の位置ズレが生じる虞がある。

そこで、吸気側端部Ｔｂに当接するルーズピース３１０の先端部を傾斜面３３４に形成し、この傾斜面３３４より第１の押さえ部材３３１を構成することができる。かかる第１の押さえ部材３３１によれば、タンブル板１００が座３３３に沿って動き得る方向の延長線３３５上に近い方向に、タンブル板１００を押さえる部材であるルーズピース３１０の閉じ方向が設定される。これにより、ルーズピース３１０を押さえる力が、傾斜面３３４を介してタンブル板１００を押さえる力として作用し、型３００に対するタンブル板１００の位置ズレを防止し、座３３３に沿って動き得る方向に関するタンブル板１００の位置決め精度を高めることが可能となる。

なお、ルーズピース３１０が水平方向に可動する形態を示したが、座３３３に沿って動き得る方向に関するタンブル板１００の位置決め精度を高める観点から、前記延長線３３５に沿ってルーズピース３１０を駆動する構成としてもよい。

次に、図１２を参照して、第２の押さえ部材３３２について説明する。

ポート中子２００を成形する際には、中子型３００内に予めタンブル板１００を載置した状態で中子砂２１０が吹き込まれる。このとき、図１２（Ａ）（Ｂ）に矢印で示すように流動する中子砂２１０に、タンブル板１００の上側と下側とで流動差が生じることがある。この砂流動差がタンブル板１００を上下方向（厚み方向）に動かす力３３６として作用する結果、型３００に対するタンブル板１００の位置ズレが生じる虞がある。

そこで、吸気側端部Ｔｂに当接するルーズピース３１０の先端部を傾斜面３３４に形成し、さらに、吸気側端部Ｔｂの厚み方向の上端面１０２に係合する係合突起３３７を設け、これら傾斜面３３４および係合突起３３７より第２の押さえ部材３３２を構成することができる。かかる第２の押さえ部材３３２によれば、砂流動差に伴うタンブル板１００の上下方向の動きをもさらに抑制して、型に対するタンブル板１００の位置ズレを防止し、座３３３に沿って動き得る方向のみならず、上下方向（厚み方向）に関するタンブル板１００の位置決め精度をも高めることが可能となる。

図１３（Ａ）〜（Ｅ）は、砂中子造型装置における型３００でのポート中子２００の造型工程を示す図である。

ポート中子２００を成形する場合には、まず、ルーズピース３１０を後退させた状態で、中子用下型３０２の座３３３に、タンブル板１００をセットする（図１３（Ａ）（Ｂ））。

次いで、ルーズピース３１０を閉じ（前進駆動）、砂除去部３１１の先端面がタンブル板１００の吸気側端部Ｔｂに当接した状態にセットする（図１３（Ｃ））。また、第１の押さえ部材３３１あるいは第２の押さえ部材３３２から構成される固定手段３３０により、型３００に対するタンブル板１００の位置を規制する。

中子用上型３０１を閉じて形成されたキャビティ３０３内に、砂吹込み口３２０から中子砂２１０を吹込む（図１３（Ｄ）（Ｅ））。

そして、吹き込んだ中子砂２１０を押し固めた後、中子用上型３０１を開いて、中子型３００を分割する。このとき、ルーズピース３１０は、中子型３００の分割方向と直交する方向に後退移動し、離型される（図９（Ｂ）を参照）。これにより、中子型３００内からポート中子２００が取り出される。

このように造型されポート中子２００には、ルーズピース３１０の砂除去部３１１により砂盗み空間部２２０が成形され、ルーズピース３１０の砂壁成形面３１２により溶湯止め砂壁２２１が成形されている。また、砂盗み空間部２２０は、ルーズピース３１０の移動により、タンブル板１００の吸気側端部Ｔｂから水平に伸びるように形成されている。ここで、図９（Ｂ）中のＢ−Ｂ線は、後に機械加工する面を示すものであるが、本実施形態のポート中子２００は、この機械加工で除去する側を比較的折れ易くしている。ポート中子２００が破損する場合は、必ず機械加工を施す側にすれば、後の修正が容易となり、不良品が生じる虞が低減し好ましいものとなるからである。

図１４は、シリンダヘッド１０を鋳造成形する鋳造型４００内にポート中子２００を設置した状態を示す断面図である。

図１４に示すように、造型されたポート中子２００は、シリンダヘッド１０を成形するための鋳造型４００に組み込まれる。鋳造型４００は、上型４０１、下型４０２およびサイド型４０３からなり、ポート中子２００を下型４０２とサイド型４０３の間で支持し、上型４０１で覆うと、内部にシリンダヘッド１０を成形するためのキャビティ４０４が形成される。なお、図中の符号「４０５」は、ウォータージャケット成形用の中子である。鋳造法は、例えば、低圧鋳造法（ＬＰＤＣ）が採用される。

この状態で、湯口（図示せず）からキャビティ４０４内に、アルミニウム合金、その他の金属からなる溶湯を注湯すると、図１に示すようなシリンダヘッド１０が形成されるが、この注湯時に、溶湯の熱によりポート中子２００に設けられたタンブル板１００が熱膨張することになる。

本実施形態では、タンブル板１００が載置されたポート中子２００には、ルーズピース３１０の砂除去部３１１により、タンブル板１００の吸気側端部Ｔｂの側に、砂盗み空間部２２０を成形してある。この砂盗み空間部２２０は、タンブル板１００の熱膨張を許容する膨張許容空間をなし、溶湯からの熱によりタンブル板１００が熱膨張しても、その加圧力がポート中子２００に作用し破損や亀裂が生じないようにする部分である。

このような砂盗み空間部２２０を有するポート中子２００を、鋳造型４００に組込み、キャビティ４０４に注湯すると、タンブル板１００は、その両側縁部Ｔｃが鋳包まれていき、溶湯が凝固すると、その両側縁部Ｔｃの全体が固定される。

ここで、タンブル板１００は、溶湯の熱により熱膨張するが、この熱膨張は、膨張しやすい吸気側端部Ｔｂに集約されて砂盗み空間部２２０内で起こり、タンブル板１００の吸気側端部Ｔｂは砂盗み空間部２２０内でスライドするのみとなる。このため、溶湯の熱によりタンブル板１００が熱膨張する方向を、シリンダ側端部Ｔａから吸気側端部Ｔｂに向かう一方向に限定ないし制御することが可能となる。したがって、ポート中子２００がシリンダ側端部Ｔａによって加圧されることがなくなり、ポート中子２００に、吸気ポート１４の形状を成形するために重要な領域（製品形状内）で、亀裂や破損などが生じることはない。

仮に、タンブル板１００の熱膨張が大きい場合でも、ポート中子２００は砂盗み空間部２２０により吸気側端部Ｔｂ側の強度をシリンダ側端部Ｔａ側に比べて低下させていることから、ポート中子２００に発生する割れを吸気側端部Ｔｂ側ないし巾木２０１側に誘導ないし誘発させることができる。このポート中子２００の割れに起因するバリは、鋳造完了後の製品としてのシリンダヘッド１０の内部ではなく、製品性能に影響がないインテークマニホールド１２側の製品形状外に発生することになる。したがって、後のバリ取り作業を容易に、もしくは実施する必要が無くなる。また、砂盗み空間部２２０をルーズピース３１０で成形することから、当該砂盗み空間部２２０の形状が一定となり、ポート中子２００に発生し得る割れを吸気側端部Ｔｂ側に安定して誘発させることができる。

しかも、ポート中子２００には、溶湯止め砂壁２２１が成形され、砂盗み空間部２２０の両端は溶湯止め砂壁２２１で覆われた状態であり、溶湯が砂盗み空間部２２０に直接浸入することが防止される。したがって、注湯した場合に、溶湯が砂盗み空間部２２０に入り込んでタンブル板１００の吸気側端部Ｔｂ側への伸びを阻害することがなく、また、薄肉で細長い溶湯止め砂壁２２１は、熱膨張するタンブル板１００により破壊され、タンブル板１００は、砂盗み空間部２２０内でスライドすることになる。つまり、溶湯止め砂壁２２１がタンブル板１００の熱膨張を妨げることはなく、ポート中子２００に発生し得る割れを吸気側端部Ｔｂ側に安定して誘発させることができる。

また、ルーズピース３１０には型３００に対するタンブル板１００の位置を規制する固定手段３３０が設けられているので、この固定手段３３０によりポート中子２００に対するタンブル板１００の位置ズレが防止される。このため、ポート中子２００を鋳造型４００に組み込んだときに、タンブル板１００を鋳造型４００内で設計上の正規の位置に配置することができる。これを通して、タンブル板１００の両側縁部Ｔｃが溶湯に鋳包まれたときに、吸気ポート１４に対するタンブル板１００の位置を規制して、タンブル板１００をシリンダヘッド１０内で設計上の正規の位置に配置することが可能となる。

上述したように、本実施形態によれば、タンブル板１００は、熱膨張しても、重要な位置であるシリンダ側端部Ｔａの位置が保持された状態で精度良く鋳包まれることになる。したがって、タンブル板１００の位置ズレや製品内でのガタなどを十分に抑えて製品品質の向上を図り、さらには、ポート中子２００の割れに起因するバリの発生箇所を限定的なものとして後加工でのバリ取り作業の容易化を図ることができる。

本発明は、中子の割れに起因するバリの発生箇所を限定的なものとして後加工でのバリ取り作業の容易化を図る用途に適用できる。

エンジンのシリンダヘッドを示す概略断面図である。 吸気ポートの軸直角断面図である。 シリンダヘッドでの気流状態を示す概略図である。 図３の概略平面図である。 図５（Ａ）（Ｂ）は、本実施形態に係るタンブル板を示す平面図および側面図である。 図６（Ａ）は、タンブル板が予め設置され、砂盗み空間部および溶湯止め砂壁が成形されたポート中子を示す斜視図、図６（Ｂ）は、砂盗み空間部側からポート中子を見た状態を示す斜視図である。 図７（Ａ）（Ｂ）は、同ポート中子を示す平面図および側面図である。 ポート中子を造型する砂中子造型装置における型を示す概略断面図である。 図９（Ａ）は、砂中子造型装置のルーズピースにより砂盗み空間部を成形する説明に供する概略平面図、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の９Ｂ−９Ｂ線に沿う断面図である。 図１０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、砂中子造型装置のルーズピースにより溶湯止め砂壁を成形する説明に供する概略側面図、図１０（Ａ）の１０Ｂ−１０Ｂ線に沿う断面図および図１０（Ｂ）の１０Ｃ部の詳細図である。 ルーズピースの固定手段により、型内に載置されたタンブル板における吸気側端部の先端面を押さえた状態を示す断面図である。 図１２（Ａ）（Ｂ）は、中子砂吹き込み時の砂流動を概念的に示す概略平面図および概略側断面図、図１２（Ｃ）は、ルーズピースの固定手段により、型内に載置されたタンブル板における吸気側端部の厚み方向の上端面をも押さえた状態を示す断面図、である。 図１３（Ａ）〜（Ｅ）は、砂中子造型装置における型でのポート中子の造型工程を示す図である。 シリンダヘッドを鋳造成形する鋳造型内にポート中子を設置した状態を示す断面図である。

符号の説明

１０ シリンダヘッド、
１４ 吸気ポート、
１００ タンブル板（吸気ポート用の仕切り板）、
１０２ 厚み方向の端面、
２００ ポート中子（吸気ポート成形用砂中子）、
２１０ 中子砂、
２２０ 砂盗み空間部、
２２１ 溶湯止め砂壁、
３００ 中子型（砂中子造型装置の型）、
３１０ ルーズピース、
３１１ 砂除去部、
３１２ 砂壁成形面、
３３０ 固定手段、
４００ 鋳造型、
Ｔａ シリンダ側端部、
Ｔｂ 吸気側端部、
Ｔｃ 側縁部。

Claims (3)

1. シリンダヘッドの吸気ポートを複数のポートに仕切る仕切り板が、シリンダヘッドの鋳造成形時に鋳包まれるように設置された吸気ポート成形用砂中子を造型する砂中子造型装置において、
   型内に載置された前記仕切り板における吸気側端部に向けて可動自在に設けられ、前記吸気側端部の側の中子砂を盗む砂除去部が設けられたルーズピースを有していることを特徴とする砂中子造型装置。
2. 前記ルーズピースは、前記砂除去部により前記吸気ポート成形用砂中子に成形されることになる砂盗み空間部への溶湯の侵入を防止する溶湯止め砂壁を成形する砂壁成形面が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の砂中子造型装置。
3. 前記ルーズピースは、前記型に対する前記仕切り板の位置を規制する固定手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の砂中子造型装置。
   

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