JP2005118861A - 鋳包み対象板部材、吸気ポート用の仕切り板、吸気ポート成形用砂中子およびシリンダヘッド - Google Patents

鋳包み対象板部材、吸気ポート用の仕切り板、吸気ポート成形用砂中子およびシリンダヘッド Download PDF

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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】 吸気ポート１４用の仕切り板１００（鋳包み対象板部材に相当する）は、シリンダヘッドの吸気ポートを形成する吸気ポート成形用砂中子（ポート中子）に予め設置され、シリンダヘッドの鋳造成形時に鋳包まれて、吸気ポートを複数のポートに仕切る。この仕切り板は、長手方向両端部のうち、ポート中子の中子折れを誘発させたい側となる吸気側端部Ｔｂに、鋭角端面１５０が形成されている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、鋳包み対象板部材、吸気ポート用の仕切り板、吸気ポート成形用砂中子およびシリンダヘッド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、砂中子に予め設置され、鋳物品の鋳造成形時に鋳包まれる鋳包み対象板部材において、
長手方向両端部のうち、前記砂中子の中子折れを誘発させたい側の端部に、鋭角端面が形成されていることを特徴とする鋳包み対象板部材である。
本発明によれば、鋳包み対象板部材の鋭角端面の側に、溶湯の熱により鋳包み対象板部材が熱膨張する際の応力を集中させることができ、中子折れを鋳物品の機能上有害でない部位に安定的に誘発させ、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。このタンブル板１００が、鋳包み対象板部材に相当している。
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。
図５（Ｂ）に示すように、このタンブル板１００は、長手方向両端部のうち吸気側端部Ｔｂに鋭角端面１５０を形成してある。吸気側端部Ｔｂに鋭角端面１５０を形成するのは、吸気側端部Ｔｂの側が、ポート中子２００の中子折れを誘導ないし誘発させたい側となるからである。
さらに、鋭角端面１５０は、吸気側端部Ｔｂにおける厚み方向の両端面１０２のうち、機械加工工具が侵入する側の反対側に形成されている。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１２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、かつ、鋭角端面１５０を中子砂内に位置させて、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。
本実施形態のポート中子２００は、鋭角端面１５０が中子砂２１０内に位置するようにタンブル板１００が設置されており、ポート中子２００から見ると、鋭角端面１５０の側は、切欠き形状となっている。このため、当該切り欠き形状の部分に応力が集中して、ポート中子２００が割れやすくなる。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、鋭角端面１５０の側も伸びるため、この伸びに伴って発生した応力を前記切り欠き形状の部分に集中させることができる。これにより、鋭角端面１５０とした吸気側端部Ｔｂの側に、ポート中子２００の割れを誘導ないし誘発することができる。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実施、もしくは実施する必要が無くなる。
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（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１１（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１１（Ｃ））。
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１１（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１２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１２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の長手方向両端部のうち、ポート中子２００の中子折れを誘発させたい側となる吸気側端部Ｔｂに、鋭角端面１５０を形成してある。ポート中子２００から見ると、鋭角端面１５０の側は、切欠き形状となっており、溶湯の熱によりタンブル板１００が熱膨張すると、鋭角端面１５０の側も伸びるため、この伸びに伴って発生した応力が切り欠き形状の部分に集中する。これにより、鋭角端面１５０とした吸気側端部Ｔｂの側に、ポート中子２００の割れを誘導ないし誘発することができる。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吸気マニホールド側の製品形状外に発生することになる。したがって、その後のバリ取り作業を容易に、もしくは仕上げ加工で同時に除去できるので実施する必要が無くなる。
また、ポート中子２００は、吸気側端部Ｔｂの側に中子砂２１０を盗むことにより砂盗み空間部２２０が成形されており、この砂盗み空間部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。タンブル板１００の熱膨張が膨張しやすい吸気側端部Ｔｂに集約されることと、鋭角端面１５０の側に応力が集中することとがあいまって、鋭角端面１５０とした吸気側端部Ｔｂの側に、ポート中子２００の割れをより一層確実に誘導ないし誘発することができ、中子の割れに起因するバリの発生箇所をより一層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。
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。
図１３（Ａ）は、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が接続される吸気側端部Ｔｂの側の端面を機械加工する状態を示す概念図である。
図示するように、タンブル板１００の鋭角端面１５０は、吸気側端部Ｔｂにおける厚み方向の両端面１０２のうち、カッタなどでの機械加工工具が侵入する側の反対側に形成してある。このような鋭角端面１５０と機械加工工具との位置関係とすることにより、タンブル板１００の吸気側端部Ｔｂを研削加工などする際の加工抵抗が減少して、タンブル板１００の変形や、異音の発生を抑えることができる。さらには、機械加工工具が侵入する側を平坦な底面とする鋭角形状となるため、加工時のかえりバリの発生を抑制できる。
図１３（Ｂ）（Ｃ）は、タンブル板１００における鋭角端面１５０の改変例を示す概略図であり、上述した実施形態とは表裏逆向きとした鋭角端面１５１（図１３（Ｂ）参照）および厚み方向の端面の両側から傾斜させた鋭角端面１５２（図１３（Ｃ）参照）のいずれをも採用し得る。いずれの形態でも、吸気側端部Ｔｂの側に中子折れ２３０を誘発でき、また、後加工の機械加工工程で吸気側端面Ｔｂを加工するときの加工抵抗を低減でき、変形や具音の発生を防止することができる。
図１４は、鋭角端面１５０を形成していないタンブル板１５３が設置された対比例に係るポート中子２０２における不具合例を示す概略図である。
ポート中子２０２に砂盗み空間部２２０を成形するルーズピース３１０の位置ズレ、中子型３００の磨耗、タンブル板１５３の寸法バラツキなどにより、タンブル板１５３の吸気側端部Ｔｂと砂盗み空間部２２０との間の中子砂２１０の残り量２３１が大きくなることがある。
鋭角端面１５０をタンブル板１５３に形成していない対比例にあっては、吸気側端部Ｔｂの側の中子砂２１０の抵抗が増加すると、タンブル板１５３がシリンダ側端部Ｔａ側に向けて熱膨張し、製品形状内で中子折れが生じ、その後のバリ取り作業が極めて面倒となる虞がある。
これに対して、本実施形態にあっては、生産バラツキを要因として中子砂２１０の残り量が大きくなり、中子砂２１０の抵抗が増加した場合であっても、タンブル板１００の熱膨張に伴って発生する応力は鋭角端面１５０の先端に集中することから、鋭角端面１５０とした吸気側端部Ｔｂの側に、ポート中子２００の割れを支障なく誘発することができ、その後のバリ取り作業を容易に実施することができる。
このように、本発明は、連続生産における突発的あるいは経持変化的に砂残り量が変動しても、安定的に製品形状に影響のない吸気側端部Ｔｂに中子折れを誘導することが可能である。
なお、鋳包み対象板部材としてタンブル板１００を例に挙げたが、本発明は、この場合に限定されるものではなく、砂中子に予め設置され鋳物品の鋳造成形時に鋳包まれる鋳包み対象板部材に広く適用して、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。
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。 図１１（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。 図１３（Ａ）は、シリンダヘッド鋳造成形後の後加工で、インテークマニホールドが接続される吸気側端部の側の端面を機械加工する状態を示す概念図、図１３（Ｂ）（Ｃ）は、タンブル板における鋭角端面の改変例を示す概略図である。 鋭角端面を形成していないタンブル板が設置された対比例に係るポート中子における不具合例を示す概略図である。
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（鋳包み対象板部材、吸気ポート用の仕切り板）、
１０２ 厚み方向の端面、
１５０ 鋭角端面、
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、
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 (6)

  1. 砂中子に予め設置され、鋳物品の鋳造成形時に鋳包まれる鋳包み対象板部材において、
    長手方向両端部のうち、前記砂中子の中子折れを誘発させたい側の端部に、鋭角端面が形成されていることを特徴とする鋳包み対象板部材。
  2. シリンダヘッドの吸気ポートを形成する吸気ポート成形用砂中子に予め設置され、シリンダヘッドの鋳造成形時に鋳包まれて、シリンダヘッドの吸気ポートを複数のポートに仕切る吸気ポート用の仕切り板において、
    長手方向両端部のうち、前記吸気ポート成形用砂中子の中子折れを誘発させたい側となる吸気側端部に、鋭角端面が形成されていることを特徴とする吸気ポート用の仕切り板。
  3. 前記鋭角端面は、前記吸気側端部における厚み方向の両端面のうち、機械加工工具が侵入する側の反対側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の吸気ポート用の仕切り板。
  4. シリンダヘッドを鋳造成形する鋳造型内に設置して、シリンダヘッドの吸気ポートを形成する吸気ポート成形用砂中子において、
    請求項２または請求項３に記載の吸気ポート用の仕切り板が、その両側縁部を溶湯に鋳包まれるように外部に突出し、かつ、前記鋭角端面を中子砂内に位置させて、予め設置されていることを特徴とする吸気ポート成形用砂中子。
  5. 前記仕切り板における吸気側端部の側に、中子砂を盗むことにより成形される砂盗み空間部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の吸気ポート成形用砂中子。
  6. 請求項２または請求項３に記載の吸気ポート用の仕切り板が、その両側縁部が溶湯に鋳包まれて吸気ポートに設置されてなり、
    前記仕切り板の前記鋭角端面により、吸気ポート成形用砂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たことを特徴とするシリンダヘッド。

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