JP2008000771A - 鋳造製シリンダヘッドにおけるポート用中子の構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】シリンダヘッドをその鋳物型１にて鋳造するときに吸気ポート及び排気ポートのうちいずれか一方又は両方を形成するポート用中子６において，このポート用中子の鋳造時における位置ずれを防止する。
【解決手段】前記ポート用中子６のうち前記シリンダヘッドにおける側面側の一端部を，前記シリンダヘッドにおける側面より突出してシリンダヘッド用鋳物型にて支持する一方，前記ポート用中子６のうち前記シリンダヘッドにおける燃焼室側の他端に，前記シリンダヘッド用鋳物型１のうち前記燃焼室形成部分５に対して，当該燃焼室形成部分５から離れることがないように着脱自在に係合する嵌合部８を一体に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は，内燃機関におけるシリンダヘッドの鋳造に際し，このシリンダヘッドに吸気ポート及び排気ポートのいずれか一方又は両方を形成する場合に使用するポート用中子に関するものである。
鋳造製シリンダヘッドにおける吸気ポート又は排気ポートは，従来から良く知られているように，シリンダヘッド用鋳物型にポート用中子を装着することによって形成されるが，このポート用中子におけるシリンダヘッド用鋳物型への装着は，その組み立て性を考慮して，当該ポート用中子のうち前記シリンダヘッドの側面側の一端部を前記シリンダヘッドの側面より突出し，この部分を前記シリンダヘッド用鋳物型にて支持しているものの，当該ポート用中子のうち前記シリンダヘッドにおける燃焼室側の他端部を，前記シリンダヘッド用鋳物型のうち前記燃焼室を形成する部分に対して接当することで行うように構成している。
このように，前記ポート用中子のうち前記シリンダヘッドにおける燃焼室側の他端部を，前記シリンダヘッド用鋳物型のうち前記燃焼室を形成する部分に対して接当したままの構成であると，前記シリンダヘッドを鋳造するとき，前記ポート用中子のうち燃焼室側の他端部が，前記シリンダヘッド用鋳物型のうち前記燃焼室を形成する部分から浮き上がるように離れることになるから，当該ポート用中子に位置ずれが発生するおそれが大きいのであった。
そこで，先行技術としての特許文献１は，前記ポート用中子のうち燃焼室側の他端部を，前記シリンダヘッド用鋳物型のうち前記燃焼室を形成する部分に，これら両方に跨がって設けたボルトにて締結することによって，前記ポート用中子の位置ずれを阻止することを提案している。
実開昭６１−１２００５７号公報
しかし，この先行技術のように，前記ポート用中子のうち燃焼室側の先端部をボルトにて締結するという構成であると，前記ポート用中子の位置ずれを確実に阻止することができるという利点を有するが，その反面，前記ボルトを前記ポート用中子を形成するときにこれに前記ボルトを埋設することに多大の手数を必要とするばかりか，ポート用中子におけるボルトをシリンダヘッド用鋳物型におけるボルト孔に挿入しながら前記ポート用中子を組み立てることにも多大の手数を必要とし，しかも，鋳造後における鋳物型の分解にも多大の手数を必要とするから，生産性が著しく低くて，コストの大幅なアップを招来するという問題があった。
本発明は，この問題を解消したポート用中子を提供することを技術的課題とするものである。
この技術的課題を達成するため本発明は，
「シリンダヘッドをその鋳物型にて鋳造するときに吸気ポート及び排気ポートのうちいずれか一方又は両方を形成するポート用中子において，
前記ポート用中子のうち前記シリンダヘッドにおける側面側の一端部を，前記シリンダヘッドにおける側面より突出してシリンダヘッド用鋳物型にて支持する一方，前記ポート用中子のうち前記シリンダヘッドにおける燃焼室側の他端に，前記シリンダヘッド用鋳物型のうち前記燃焼室形成部分に対して，当該燃焼室形成部分から離れることがないように着脱自在に係合する嵌合部を一体に設ける。」
ことを特徴としている。
前記ポート用中子をシリンダヘッド用鋳物型に装填したとき，このポート用中子は，前記シリンダヘッド用鋳物型に対して，その一端部と，その他端における嵌合部とによって支持され，且つ，前記他端における嵌合部が，前記シリンダヘッド用鋳物型のうち前記燃焼室を形成する部分に対して当該部分から離れることがないように係合していることにより前記シリンダヘッドの鋳造に際して，前記ポート用中子のうち燃焼室側の他端が前記シリンダヘッド用鋳物型のうち前記燃焼室を形成する部分から浮き上がるように離れることを確実に阻止できるから，前記ポート用中子に位置ずれが発生することを大幅に低減できる。
しかも，前記ポート用中子の他端における嵌合部は，前記シリンダヘッド用鋳物型のうち前記燃焼室を形成する部分に対する着脱自在な係合であることにより，このポート用中子をシリンダヘッド用鋳物型に装着することが，前記先行技術のようにボルトを使用することなく至極簡単にでき，しかも，前記ポート用中子の他端における係合部は，当該ポート用中子に一体に設けるという構成であり，前記ポート用中子を，砂と樹脂とを混合して成る等のような適宜の材料にて固め成形するときにおいて同時に形成することができるから，このポート用中子を使用してシリンダヘッドを鋳造することに要するコストを大幅に低減できる。
以下，本発明の実施の形態を，図１〜図３の図面について説明する。
これらの図において，符号１は，シリンダヘッドを鋳造するための鋳物砂又は金属による鋳物型を示し，この鋳物型１は，前記シリンダヘッドにおける下面を形成する下面型２と，前記シリンダヘッドにおける側面の下半分を形成する側面下型３と，前記シリンダヘッドにおける側面の上半分を形成する側面上型４と，前記シリンダヘッドの上面を形成する上面型（図示せず）とから構成されており，前記下面型２には，前記シリンダヘッドの下面に燃焼室を凹み形成するための燃焼室形成部分５が一体に設けられている。
次に符号６は，前記シリンダヘッドに吸気ポート又は排気ポートを形成するためのポート用中子を示し，このポート用中子６は，例えば，鋳物砂と樹脂とを混合して成る材料等のような適宜の材料を，所定の形状に固め形成することによって，鋳造後において容易に崩壊できるような材料にて形成されている。
本実施の形態の場合，前記ポート用中子６は，図２に示すように，シリンダヘッドにおける燃焼室に対して平面視で二つのポートを並べて開口するように二股状に分岐する構成になっている。
そして，前記ポート用中子６のうち前記シリンダヘッドの側面側の一端には，前記シリンダヘッドの側面より外向きに突出する支持部７を一体に設けて，この支持部７を，前記鋳物型１における側面下型３と側面上型４とで挟むようにして前記ポート中子６を支持する。
なお，この支持部７における上下両面には，前記側面下型３の凹所３ａと側面上型４の凹所４ａとの両方に同時に嵌まって，側面下型３，側面上型４及びポート用中子６との相互における位置決めを行うための突起７ａ，７ｂを一体に備えている。
一方，前記ポート用中子６のうち前記シリンダヘッドの燃焼室側の他端には，側面視において鉤型した嵌合部８を一体に設け，この嵌合部８を，前記下面型２のうち前記燃焼室形成部分５に一体に設けた側面視で鉤型の嵌合部９に対して着脱自在に係合するように構成する。
すなわち，前記一方の嵌合部８と，前記他方の嵌合部９とは，一方の嵌合部８にポートの軸線を横切る方向に延びるように設けた上向きの係合面８ａが他方の嵌合部９に同じくポートの軸線を横切る方向に延びるように設けた下向きの係合面９ａに対して密接するように互いに係合するものであり，この係合により，前記ポート用中子６のうち前記シリンダヘッドの燃焼室側の他端を，前記鋳物型１における下面型２のうち前記燃焼室形成部分５にて支持することができるとともに，前記燃焼室形成部分５に対してこれから離れることがないように連結できる。
なお，前記鋳物型１の内部には，シリンダヘッドの内部に冷却水ジャケットを形成するための中子１０が装填されていることはいうまでもない。
この構成において，前記ポート用中子６の前記鋳物型１への装填は，先ず，図３に示すように，前記鋳物型１のうち下面型２に対して側面下型３を組み合わせ，これに冷却水ジャケット用の中子１０を装填する。
次いで，前記ポート用中子６を斜めにして挿入したのちポートの軸線を横切る方向にずらせ移動することによって，このポート用中子６の他端における嵌合部８を，前記下面型２の燃焼室形成部分５における嵌合部９に対して係合し，更に，このポート用中子６の一端における支持部７を，前記側面下型３に対して嵌め込みすることによって，所定位置に装填する。
次いで，前記鋳物型１のうち前記下面型２及び側面下型３を除くその他の型，例えば，側面上型４及び図示しない上面型等を組み合わせたのち，その内部に溶融した金属を注ぎ込むという鋳造を行う。
この場合，前記ポート用中子６は，その一端と他端とにおいて鋳物型１に支持されていることに加えて，特に，他端において前記鋳物型１のうち燃焼室形成部分５に対して，前記両嵌合部８，９における係合面８ａ，９ａが互いに密接することで，当該燃焼室形成部分５から離れることがないように確実に連結されているから，シリンダヘッドの鋳造に際して，前記ポート用中子６に位置ずれが発生することを確実に阻止することができる。
前記ポート用中子６は，前記したように鋳造後において容易に崩壊できるような材料にて形成されていることにより，このポート用中子６における嵌合部８は，鋳造後において下面型２を分解するときにおいて，その下面型２に設けられている嵌合部９にて容易に破壊されることになる。
なお，前記実施の形態は，シリンダヘッドに，二つの開口を有する吸気ポートを形成する場合であったが，本発明は，これに限らず，一つの開口を有する吸気ポート，一つ又は二つの開口を有する排気ポートを形成する場合においても同様に適用できることはいうまでもない。
また，前記ポート用中子６は，これを例えば，鋳物砂と樹脂とを混合して成る材料にて製作するときには，図４に示すように，互いに矢印方向に分解される下面型Ａ，上面型Ｂ及び側面型Ｃの三つの成形型を使用することによって固め成形される。
この場合，前記ポート用中子６における嵌合部８及び前記燃焼室形成部分５における嵌合部９の各々を，図５に示すように，係合面８ａ，９ａに対する鉛直面８ｂ，９ｂを設けた形状にすることにより，このポート用中子６を，図６に示すように，下面型Ａ及び上面型Ｂの二つの成形型を使用して固め成形することができる。
シリンダヘッド用鋳物型の縦断正面図である。 図１のII−II視平断面図である。 鋳物型の組み立て途中の状態を示す図である。 ポート用中子を固め成形している状態を示す図である。 ポート用中子の別例を示す図である。 別例のポート用中子を固め成形している状態を示す図である。
符号の説明
１ 鋳物型
２ 鋳物型のうち下面型
３ 鋳物型のうち側面下型
４ 鋳物型のうち側面上型
５ 鋳物型のうち燃焼室形成部分
６ ポート用中子
７ ポート用中子の一端における支持部
８ ポート用中子の他端における嵌合部
８ａ 上向きに係合面
９ 燃焼室形成部分における嵌合部
９ａ 下向き係合面

Claims (1)

  1. シリンダヘッドをその鋳物型にて鋳造するときに吸気ポート及び排気ポートのうちいずれか一方又は両方を形成するポート用中子において，
    前記ポート用中子のうち前記シリンダヘッドにおける側面側の一端部を，前記シリンダヘッドにおける側面より突出してシリンダヘッド用鋳物型にて支持する一方，前記ポート用中子のうち前記シリンダヘッドにおける燃焼室側の他端に，前記シリンダヘッド用鋳物型のうち前記燃焼室形成部分に対して，当該燃焼室形成部分から離れることがないように着脱自在に係合する嵌合部を一体に設けたことを特徴とする鋳造製シリンダヘッドにおけるポート用中子の構造。
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