JP2015080801A - Die device for casting - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、長手方向に沿って並列された複数個の燃焼室を有するシリンダヘッドを得るための鋳造用金型装置に関する。 The present invention relates to a casting mold apparatus for obtaining a cylinder head having a plurality of combustion chambers arranged in parallel along the longitudinal direction.
内燃機関を構成するシリンダヘッドには、希薄燃料及び空気が導入される複数個の燃焼室と、各燃焼室に連通するポートとが形成される。また、燃焼室とポートとの境界は、カムバルブが着座・離間するバルブシートが配設されるバルブシート部である。 A cylinder head constituting the internal combustion engine is formed with a plurality of combustion chambers into which lean fuel and air are introduced, and a port communicating with each combustion chamber. The boundary between the combustion chamber and the port is a valve seat portion in which a valve seat on which the cam valve is seated and separated is disposed.
この種のシリンダヘッドは、一般的に、低圧鋳造法によって得られる。この場合、鋳造用金型装置は、図8に示される下型1と、前記下型1に対して接近又は離間する上型(図示せず)と、該下型1と該上型の間に介在する複数個の摺動型(図示せず)とを有し、これら下型1、上型及び摺動型によってキャビティが形成される。
This type of cylinder head is generally obtained by low pressure casting. In this case, the casting mold apparatus includes a
ここで、前記燃焼室は、下型1に設けられた燃焼室成形部2によって成形される。燃焼室成形部2には、前記バルブシート部を成形するためのバルブシート部成形部3が設けられる。
Here, the combustion chamber is formed by a combustion chamber forming portion 2 provided in the
また、前記ポートは、ポート造形部4を有する砂中子5によって成形される。この砂中子5の一端には巾木部6が設けられ、該巾木部6は、下型1に鉛直上方に向かって突出形成された巾木台7と摺動型に支持される。一方、ポート造形部4の先端は、前記バルブシート部成形部3に対向する。
The port is formed by a
この状態で前記キャビティにアルミニウム合金の溶湯が注湯され、該溶湯が冷却固化することによってシリンダヘッドが得られるに至る。勿論、シリンダヘッドには、下型1の燃焼室成形部2によって燃焼室が成形されるとともに、砂中子5のポート造形部4によってポートが形成される。
In this state, a molten aluminum alloy is poured into the cavity, and the molten metal cools and solidifies to obtain a cylinder head. Of course, in the cylinder head, a combustion chamber is formed by the combustion chamber forming portion 2 of the
ところで、鋳造後に溶湯が凝固して鋳造品(シリンダヘッド)となる過程では、鋳造品が、その外縁から内部に向かって凝固収縮を起こす傾向がある。これに伴い、図8中の破線で示すように、砂中子5のポート造形部4が一点鎖線の位置から下型1の内方に位置ズレを起こすとともに、シリンダヘッドの外縁が内部に向かうような形状となる(湾曲変形する)。湾曲の度合いが大きくなると、ポートの形状に影響が及び、設計通りのエンジン特性が得られなくなることが懸念される。
By the way, in the process where the molten metal solidifies after casting to become a cast product (cylinder head), the cast product tends to solidify and shrink from the outer edge toward the inside. Along with this, as indicated by the broken line in FIG. 8, the
このような不具合を回避するべく、特許文献1〜5において、砂中子を鋳造中に位置決め固定するための構成が提案されている。すなわち、砂中子に凹空間(又は凸部)を形成し、且つバルブシート部成形部に、前記凹空間(又は凸部)に挿入される凸部(又は凹空間)を形成する構成である。
In order to avoid such problems,
特許文献1〜5記載の技術では、手作業によって凹空間内に凸部を挿入して砂中子とバルブシート部成形部を連結しなければならない。このため、下型に対して砂中子を効率よくセットすることが困難である。しかも、この場合、砂中子を崩壊させた後、凹空間内に残留した砂を除去する必要がある。
In the techniques described in
以上のような理由から、シリンダヘッドのポートを形成するための砂中子が位置ズレを起こさないようにした従来技術では、鋳造品であるシリンダヘッドを効率よく得ることが容易ではない。 For the above reasons, it is not easy to efficiently obtain a cylinder head that is a cast product in the conventional technique in which the sand core for forming the port of the cylinder head does not cause a positional shift.
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、砂中子が位置ズレを起こすことを回避しながら、シリンダヘッドを効率よく得ることが可能な鋳造用金型装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a casting mold apparatus capable of efficiently obtaining a cylinder head while avoiding misalignment of a sand core. Objective.
前記の目的を達成するために、本発明は、燃焼室を有するシリンダヘッドを得るための鋳造用金型装置において、
前記燃焼室に連通する複数個のポートの各々を形成するための複数個のポート造形部を具備するポート形成用砂中子と、
前記ポート形成用砂中子の巾木部を支持する巾木台を具備する金型と、
を有し、
前記金型は、さらに、前記燃焼室を成形する燃焼室成形部の底壁に突出形成されるとともに、該金型の外方側から内方側に向かい、且つ前記巾木部の延在方向に略平行に並列された前記複数個のポート造形部の各々が対向する複数個のバルブシート部成形部を具備し、
前記複数個のバルブシート部成形部の中の並列方向最外方に位置するものの上端面の、前記金型の内方側に臨む部位が他の部位に比して突出することで、前記金型の外方側に臨む面を有する第1ストッパ部が立設され、
且つ前記複数個の前記ポート造形部の中の並列方向最外方に位置するものの先端部の、前記金型の外方側に臨む部位が他の部位に比して突出することで、前記第1ストッパ部に対向して該第1ストッパ部に堰止される第2ストッパ部が設けられたことを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention provides a casting mold apparatus for obtaining a cylinder head having a combustion chamber.
A port-forming sand core comprising a plurality of port shaping portions for forming each of a plurality of ports communicating with the combustion chamber;
A mold comprising a baseboard for supporting the baseboard part of the port forming sand core;
Have
The mold is further formed to protrude from a bottom wall of a combustion chamber molding portion that molds the combustion chamber, and extends from the outer side to the inner side of the mold, and the extending direction of the baseboard portion A plurality of valve seat part forming parts facing each of the plurality of port shaping parts arranged substantially parallel to the
A portion of the upper end surface of the plurality of valve seat portion molding portions located on the outermost side in the parallel direction protrudes inward of the mold, as compared with other portions, so that the mold A first stopper portion having a surface facing the outer side of the mold is erected,
And the part which faces the outer side of the mold of the tip part of the plurality of port shaping parts located in the outermost direction in the parallel direction protrudes as compared with other parts, so that the first A second stopper portion is provided so as to be opposed to the first stopper portion and blocked by the first stopper portion.
このような構成を採用した鋳造用金型装置においては、ポート造形部が金型の内方に位置ズレを起こそうとしたとき、該ポート造形部に設けられた第2ストッパ部が、バルブシート部成形部に設けられた第1ストッパ部に堰止される。これによりポート造形部が位置決め固定され、結局、位置ズレを起こすことが防止される。 In the casting mold apparatus adopting such a configuration, when the port shaping portion is about to be displaced inward of the die, the second stopper portion provided in the port shaping portion is a valve seat. The first stopper part provided in the part molding part is dammed up. As a result, the port shaping portion is positioned and fixed, and eventually it is prevented from causing a positional shift.
従って、ポートを、予め設定された位置に所望の形状で得ることが可能となる。このようなポートが形成されたシリンダヘッドを有する内燃機関(エンジン)においては、所望のエンジン特性を得ることが容易となる。 Therefore, the port can be obtained in a desired shape at a preset position. In an internal combustion engine (engine) having a cylinder head in which such a port is formed, it becomes easy to obtain desired engine characteristics.
しかも、この場合、巾木部を巾木台に支持することに伴って第1ストッパ部が第2ストッパ部に対向する。すなわち、第2ストッパ部を第1ストッパ部に対向させるための作業を行う必要は特にない。勿論、第1ストッパ部と第2ストッパ部を互いに連結する必要もない。従って、ポート形成用砂中子を効率よく金型にセットすることができる。 Moreover, in this case, the first stopper portion faces the second stopper portion as the skirting board portion is supported by the skirting board stand. That is, it is not particularly necessary to perform an operation for making the second stopper portion face the first stopper portion. Of course, it is not necessary to connect the first stopper portion and the second stopper portion to each other. Accordingly, the port forming sand core can be efficiently set in the mold.
その上、バルブシート部成形部に凹空間を形成することも、ポート形成用砂中子に、前記凹空間に挿入される凸部を形成することもない。従って、バルブシート部成形部の凹空間に残留した砂を除去する必要もない。 In addition, neither a concave space is formed in the valve seat portion molding portion nor a convex portion that is inserted into the concave space is formed in the sand core for port formation. Therefore, it is not necessary to remove the sand remaining in the recessed space of the valve seat portion molding portion.
以上のような理由から、シリンダヘッドを効率よく得ることができるようになる。 For the reasons described above, the cylinder head can be obtained efficiently.
なお、第1ストッパ部の前記金型の外方側に臨む面は、前記金型の外方側から内方側に向かって上昇するように傾斜した傾斜面であることが好ましい。この場合、該面が抜き勾配として機能し、シリンダヘッドを離脱させることが容易となるからである。 In addition, it is preferable that the surface which faces the outer side of the mold of the first stopper portion is an inclined surface which is inclined so as to rise from the outer side to the inner side of the mold. In this case, the surface functions as a draft and it is easy to remove the cylinder head.
並列方向の最外方に位置するポート造形部以外のポート造形部の位置ズレが極僅かであるようなときには、第1ストッパ部を、前記複数個のバルブシート部成形部の中の並列方向最外方に位置するもののみに設けるようにしてもよい。この場合、第2ストッパ部を、前記複数個のポート造形部の中の並列方向最外方に位置するもののみに設ければよいことは勿論である。 When the positional deviation of the port shaping parts other than the port shaping part located at the outermost position in the parallel direction is very small, the first stopper part is placed in the parallel direction outermost part of the plurality of valve seat part molding parts. You may make it provide only in what is located outside. In this case, it is needless to say that the second stopper portion may be provided only on the outermost one in the parallel direction among the plurality of port modeling portions.
ところで、複数個のポート造形部の中、並列方向中腹部に位置するものは、凝固時に巾木台から離間する方向に収縮する傾向がある。この収縮に関わらず、並列方向中腹部に位置するポートを所望の形状・位置とするべく、並列方向中腹部に位置するバルブシート部成形部に第3ストッパ部を設けるとともに、前記ポート造形部に第4ストッパ部を設けることが好ましい。 By the way, among the plurality of port shaping parts, those located in the middle part in the parallel direction tend to shrink in a direction away from the baseboard during solidification. Regardless of this contraction, a third stopper portion is provided in the valve seat portion molding portion located in the parallel direction abdomen so that the port located in the parallel direction abdomen has a desired shape and position, and It is preferable to provide a fourth stopper portion.
具体的には、前記複数個のバルブシート部成形部の中の並列方向中腹部に位置するものの上端面に、前記巾木台から離間する側の部位を他の部位に比して突出させることにより、前記巾木台に臨む面を有する第3ストッパ部を立設する。その一方で、前記複数個の前記ポート造形部の中の並列方向中腹部に位置するものの先端部に、前記巾木台に臨む部位を他の部位に比して突出させることにより、前記第3ストッパ部に対向して該第3ストッパ部に堰止される第4ストッパ部を設ける。 Specifically, the part on the side away from the baseboard is projected on the upper end surface of the plurality of valve seat part molding parts located in the middle part in the parallel direction as compared with the other parts. Thus, the third stopper portion having a surface facing the baseboard is erected. On the other hand, the third portion is formed by projecting a portion facing the skirting board to a tip portion of the plurality of port shaping portions located in the middle portion in the parallel direction, compared to the other portions. A fourth stopper portion that is blocked by the third stopper portion is provided opposite to the stopper portion.
このような第3ストッパ部を設けるときには、該第3ストッパ部の前記巾木台に臨む前記面を、前記巾木台に近接する側から離間する側に向かって上昇するように傾斜した傾斜面とすることが好ましい。この場合、該面も抜き勾配として機能するので、シリンダヘッドを離脱させることが一層容易となるからである。 When such a third stopper portion is provided, the inclined surface is inclined so that the surface of the third stopper portion facing the baseboard is raised from the side close to the baseboard toward the side away from the baseboard. It is preferable that In this case, since the surface also functions as a draft, it is easier to separate the cylinder head.
本発明によれば、複数個のバルブシート部成形部の中、並列方向最外方に位置するものの上端面に、金型の内方側に臨む部位が他の部位に比して突出した第1ストッパ部を立設するとともに、ポート形成用砂中子を構成する複数個のポート造形部の中、並列方向最外方に位置するものの先端部に、前記第1ストッパ部に対向する第2ストッパ部を設けるようにしている。 According to the present invention, among the plurality of valve seat portion molding portions, the portion facing the inner side of the mold protrudes from the upper end surface of the one located at the outermost side in the parallel direction as compared with the other portions. A first stopper portion is erected, and a second portion facing the first stopper portion is disposed at a distal end portion of a plurality of port forming portions that constitute the port forming sand core and is located at the outermost side in the parallel direction. A stopper is provided.
このような構成を採用した鋳造用金型装置においては、ポート造形部が金型の内方に位置ズレを起こそうとしたとき、該ポート造形部に設けられた第2ストッパ部が、バルブシート部成形部に設けられた第1ストッパ部に堰止される。これによりポート造形部が位置ズレを起こすことが防止されるので、予め設定された位置に所望の形状をなすポートが形成されたシリンダヘッドを得ることが可能となる。従って、所望のエンジン特性を得ることが容易となる。 In the casting mold apparatus adopting such a configuration, when the port shaping portion is about to be displaced inward of the die, the second stopper portion provided in the port shaping portion is a valve seat. The first stopper part provided in the part molding part is dammed up. As a result, the port shaping portion is prevented from being displaced, so that a cylinder head in which a port having a desired shape is formed at a preset position can be obtained. Therefore, it becomes easy to obtain desired engine characteristics.
しかも、この場合、ポート形成用砂中子を効率よく金型にセットすることができるとともに、バルブシート部成形部の凹空間に残留した砂を除去する作業が不要となる。このため、シリンダヘッドを効率よく得ることができる。 In addition, in this case, the port forming sand core can be efficiently set in the mold, and the work for removing the sand remaining in the concave space of the valve seat portion molding portion is not required. For this reason, a cylinder head can be obtained efficiently.
以下、本発明に係る鋳造用金型装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。 Preferred embodiments of a casting mold apparatus according to the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施の形態に係る鋳造用金型装置10の要部概略縦断面図である。この鋳造用金型装置10は、下型12と、摺動型としての第1側型14及び第2側型16と、上型18とを有し、これら下型12、第1側型14、第2側型16及び上型18によって形成されるキャビティ20には、ポート形成用砂中子(以下、単に「砂中子」とも表記する)22a、22bが配置される。
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a main part of a casting
この鋳造用金型装置10は、鋳造によってシリンダヘッド(例えば、特開2000−33459号公報の図1参照)を得るためのものであり、キャビティ20の形状は、シリンダヘッドの形状に対応する。この種のシリンダヘッドは周知であるので、その詳細な説明は省略する。
The casting
この場合、鋳造用金型装置10は4気筒エンジン用のシリンダヘッドを鋳造するためのものである。従って、図2に示すように、下型12の底壁には、シリンダヘッドの燃焼室を成形するための4個の燃焼室成形部24a〜24dが形成される。燃焼室成形部24a〜24dは、下型12の長手方向(図2中の矢印X方向)に沿って並列配置される。
In this case, the casting
本実施の形態において、燃焼室成形部24a〜24dの各々には、シリンダヘッドにバルブシート部を設けるべく4個のバルブシート部成形部が設けられる。すなわち、下型12は、合計で16個のバルブシート部成形部を有する。以下、説明の便宜上、燃焼室成形部24aに設けられたバルブシート部成形部の参照符号を26a〜26dとする。また、燃焼室成形部24bに設けられたバルブシート部成形部の参照符号を26e〜26h、燃焼室成形部24cに設けられたバルブシート部成形部の参照符号を26i〜26l、燃焼室成形部24dに設けられたバルブシート部成形部の参照符号を26m〜26pとする。
In the present embodiment, each of the combustion
バルブシート部成形部26a〜26pは、下型12の長手方向(図2中の矢印X方向)に沿って、下型12の外方側から内方側に向かって並列配置される。そして、この中のバルブシート部成形部26b、26d、26e、26g、26j、26l、26m、26oは、円錐台形状に近い円柱形状をなし、燃焼室成形部24a〜24dの各上端面から鉛直上方(図1中の矢印Z方向)に指向して突出している。
The valve seat
これに対し、長手方向端部(換言すれば、最外方)に位置する4個のバルブシート部成形部26a、26c、26n、26pは、図2及び図3に示すように、その上端部の一部が切り欠かれたような形状をなしている。一層詳細には、バルブシート部成形部26nの要部を拡大した図4に示すように、該バルブシート部成形部26nの上端面では、下型12の内方側に臨む部位が他の部位に比して突出している。これにより、下型12の外方側に臨む第1ストッパ面28を有する第1ストッパ部30が立設されている。
On the other hand, the four valve seat
バルブシート部成形部26a、26c、26pにおいても同様に、各々の上端面では、下型12の内方側に臨む部位が他の部位に比して突出している(図2及び図3参照)。すなわち、バルブシート部成形部26a、26c、26pにも、下型12の外方側に臨む第1ストッパ面28を有する第1ストッパ部30が立設されている。
Similarly, in the valve seat
各第1ストッパ面28は、下型12の外方側から内方側に向かって上昇するように傾斜した傾斜面として形成される。第1ストッパ面28の鉛直線に対する傾斜角度は、好ましくは1°〜5°である。
Each
また、並列方向中腹部に位置する4個のバルブシート部成形部26f、26h、26i、26kも、図1、図2及び図5に示すように、その上端部の一部が切り欠かれたような形状をなしている。すなわち、これらバルブシート部成形部26f、26h、26i、26kの上端面では、後述する巾木台32a、32bから離間する側の部位が他の部位に比して突出している。これにより、巾木台32a、32bに臨む第3ストッパ面34を有する第3ストッパ部36が立設されている。
In addition, as shown in FIGS. 1, 2 and 5, the four valve seat
各第3ストッパ面34は、巾木台32a、32bに近接する側から離間する側に向かって上昇するように傾斜した傾斜面として形成される。第3ストッパ面34の鉛直線に対する傾斜角度は、好ましくは1°〜5°である。
Each of the third stopper surfaces 34 is formed as an inclined surface that is inclined so as to rise from the side close to the
前記巾木台32a、32bは、図1に示すように、下型12の上端面に、鉛直上方に指向するように突出形成される。これら巾木台32a、32bは、下型12の長手方向に沿って延在する。
As shown in FIG. 1, the
巾木台32a、32bには、前記砂中子22a、22bがそれぞれ支持される。これら砂中子22a、22bは、シリンダヘッドに給排気用のポートを形成するためのものである。なお、参照符号37を付した構成要素も砂中子であるが、該砂中子37は、前記ポート以外の空洞等を成形する。
The
図2から諒解されるように、砂中子22a、22bは、それぞれ、巾木台32a、32bと第1側型14、第2側型16でそれぞれ挟持される巾木部38a、38bを有する。巾木部38a、38bが下型12の長手方向に沿って延在することから、バルブシート部成形部26a、26b、26e、26f、26i、26j、26m、26nは巾木部38aに沿って略平行に並列配置され、且つバルブシート部成形部26c、26d、26g、26h、26k、26l、26o、26pは巾木部38bに沿って略平行に並列配置される。
As can be understood from FIG. 2, the
砂中子22a、22bには、さらに、巾木部38a、38bからキャビティ20に向かって略水平に突出し、バルブシート部成形部26a〜26pに向かって湾曲した形状のポート造形部40a〜40pが設けられる。後述するように、型締めが行われると、ポート造形部40a〜40pの各端部がバルブシート部成形部26a〜26pの各々に対向する。
The
バルブシート部成形部26b、26d、26e、26g、26j、26l、26m、26oの平坦な上端面に対向するポート造形部40b、40d、40e、40g、40j、40l、40m、40oの各々の先端面は、平坦に形成される。これに対し、第1ストッパ部30が設けられたバルブシート部成形部26a、26c、26n、26pの上端面に対向するポート造形部40a、40c、40n、40pの各々の先端部には、第1ストッパ面28の角度に対応する角度で傾斜した第2ストッパ面42を有する第2ストッパ部44が突出形成される。
The tip of each of the
第2ストッパ面42は、最大で0.5mm程度の若干のクリアランスを介して第1ストッパ面28に対向する。すなわち、第2ストッパ面42は下型12の内方側を臨み、内方側から外方側に向かって下降するように傾斜した傾斜面である。なお、クリアランスが形成されなくとも(換言すれば、第1ストッパ面28と第2ストッパ面42が互いに当接しても)、特に差し支えはない。
The
さらに、第3ストッパ部36が設けられたバルブシート部成形部26f、26h、26i、26kの上端面に対向するポート造形部40f、40h、40i、40kの各々の先端部には、第3ストッパ面34の角度に対応する角度で傾斜した第4ストッパ面46を有する第4ストッパ部48が突出形成される。
Further, a third stopper is provided at the tip of each of the
第4ストッパ面46は、最大で0.5mm程度の若干のクリアランスを介して第3ストッパ面34に対向する。すなわち、第4ストッパ面46は巾木台32a、32bから離間する側を臨み、且つ巾木台32a、32bに対して離間する側から近接する側に向かって下降するように傾斜した傾斜面である。上記と同様に、第3ストッパ面34と第4ストッパ面46の間にクリアランスが形成されなくとも(換言すれば、第3ストッパ面34と第4ストッパ面46が互いに当接しても)、特に差し支えはない。
The
図1に示す第1側型14及び第2側型16は、図示しない駆動機構(例えば、油圧シリンダ)の作用下に、下型12の上端面上を摺動する。摺動方向は、図1及び図2に示す矢印Y方向である。
The
第1側型14及び第2側型16には、それぞれ、砂中子22a、22bの巾木部38a、38bに嵌合可能な保持凹部50、50が形成される(図1及び図3参照)。すなわち、型締めの際には、保持凹部50、50に巾木部38a、38bが嵌合する。
The
上型18は、図示しない駆動機構(例えば、油圧シリンダ)の作用下に、下型12に対して相対的に接近又は離間するように下降又は上昇する。勿論、下降に伴って型締めがなされ、その結果、キャビティ20が形成される。一方、上昇によって型開きがなされる。
The
本実施の形態に係る鋳造用金型装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、シリンダヘッドを得る鋳造作業との関係で説明する。
The casting
はじめに、砂中子22a、22bの巾木部38a、38bを、下型12の巾木台32a、32bでそれぞれ支持する。巾木部38a、38bと巾木台32a、32bには、互いに係合する図示しない係合部・被係合部(例えば、凹部と凸部)が設けられており、このため、砂中子22a、22bが巾木台32a、32bから脱落することが回避される。そして、この際、ポート造形部40b、40d、40e、40g、40j、40l、40m、40oの各々の先端面が、バルブシート部成形部26b、26d、26e、26g、26j、26l、26m、26oの平坦な上端面に対向する。
First, the
その一方で、バルブシート部成形部26a、26c、26n、26pの第1ストッパ部30の第1ストッパ面28に、ポート造形部40a、40c、40n、40pの第2ストッパ部44の第2ストッパ面42が対向する。また、バルブシート部成形部26f、26h、26i、26kの第3ストッパ部36の第3ストッパ面34に、ポート造形部40f、40h、40i、40kの第4ストッパ部48の第4ストッパ面46が対向する。
On the other hand, the second stopper of the
このように、砂中子22a、22bの巾木部38a、38bを巾木台32a、32bでそれぞれ支持することにより、第1ストッパ面28と第2ストッパ面42を対向させ、且つ第3ストッパ面34と第4ストッパ面46を対向させることができる。本実施の形態においては、このようにして対向状態を得るのみでよく、第1ストッパ部30と第2ストッパ部44を連結したり、第3ストッパ部36と第4ストッパ部48を連結したりする必要はない。勿論、従来技術のように凹空間に凸部を挿入することもない。
Thus, by supporting the
次に、型締めを行うべく、第1側型14及び第2側型16が図1、図2及び図5中の矢印Y方向に沿って下型12の上端面上を摺動する。その結果、図1及び図3に示すように、第1側型14及び第2側型16の各保持凹部50に巾木部38a、38bが収容される。これにより、砂中子22a、22bが巾木台32a、32bと第1側型14ないし第2側型16で挟持される。
Next, in order to perform mold clamping, the
第1側型14及び第2側型16の摺動と略同時、又はこれらの摺動後に上型18が下型12に接近するように下降し、第1側型14及び第2側型16に当接して型締めがなされる。これに伴ってキャビティ20が形成される(図1参照)。
At substantially the same time as the sliding of the
次に、このキャビティ20にアルミニウム合金の溶湯が導入される。溶湯が冷却固化(凝固)することに伴い、シリンダヘッドが得られる。このシリンダヘッドには、燃焼室成形部24a〜24dの形状に対応する燃焼室と、バルブシート部成形部26a〜26pの形状に対応するバルブシート部とが成形されるとともに、砂中子22a、22bのポート造形部40a〜40pによって給排気用のポートが形成される。
Next, molten aluminum alloy is introduced into the
凝固に際し、シリンダヘッドには、外縁が内部に向かうようにして収縮が生じる。このとき、ポート造形部40a、40c、40n、40pが下型12の内方に向かって位置ズレを起こそうとすると、第2ストッパ部44の第2ストッパ面42が、バルブシート部成形部26a、26c、26n、26pに設けられた第1ストッパ部30の第1ストッパ面28に堰止される。これにより、ポート造形部40a、40c、40n、40pが位置ズレを起こすことが防止される。
Upon solidification, the cylinder head contracts with the outer edge toward the inside. At this time, if the
同様に、ポート造形部40f、40h、40i、40kが巾木台32a、32bから離間する方向(下型12の内方)に向かって位置ズレを起こそうとしたときには、第4ストッパ部48の第4ストッパ面46が、バルブシート部成形部26f、26h、26i、26kに設けられた第3ストッパ部36の第3ストッパ面34に堰止される。これにより、ポート造形部40f、40h、40i、40kが位置ズレを起こすことが防止される。
Similarly, when the
以上のように、ポート造形部40a、40c、40f、40h、40i、40k、40n、40pが位置決め固定された状態となる。このため、これらポート造形部40a、40c、40f、40h、40i、40k、40n、40pによって形成されるポートを、予め設定された所望の位置とすることが可能となる。
As described above, the
なお、ポート造形部40b、40d、40e、40g、40j、40l、40m、40oが位置ズレを起こすことはほとんどなく、仮に位置ズレを起こしたとしても、無視し得る程度に小さい。このため、バルブシート部成形部26b、26d、26e、26g、26j、26l、26m、26oに第1ストッパ部30又は第3ストッパ部36を設ける必要、換言すれば、ポート造形部40b、40d、40e、40g、40j、40l、40m、40oに第2ストッパ部44又は第4ストッパ部48を設ける必要は特にない。
It should be noted that the
ただし、ポートの位置精度を一層向上させるべく、ポート造形部40b、40d、40e、40g、40j、40l、40m、40oに第2ストッパ部44又は第4ストッパ部48を設けるようにしてもよいことは勿論である。この場合、並列方向の比較的外方に位置するポート造形部40b、40d、40m、40oに第2ストッパ部44を設け、並列方向の比較的内方に位置するポート造形部40e、40g、40j、40lに第4ストッパ部48を設けることが好ましい。
However, in order to further improve the position accuracy of the port, the
シリンダヘッドが取り出し可能な程度に凝固した後、上型18が上昇するとともに第1側型14、第2側型16同士が互いに離間する方向に摺動する。これにより、型開きがなされる。
After the cylinder head is solidified to such an extent that it can be taken out, the
型開きに伴い、シリンダヘッドが露呈する。このシリンダヘッドにおいては、予め設定された所望の位置にポートが形成されている。上記したように、ポート造形部40a〜40pが位置ズレを起こすことが防止されているからである。
As the mold opens, the cylinder head is exposed. In this cylinder head, a port is formed at a preset desired position. This is because the
すなわち、バルブシート部成形部26a、26c、26n、26pに第1ストッパ部30を設け、且つポート造形部40a、40c、40n、40pに第2ストッパ部44を設けるとともに、バルブシート部成形部26f、26h、26i、26kに第3ストッパ部36を設け、且つポート造形部40f、40h、40k、40iに第4ストッパ部48を設けるという簡素な構成を採用することにより、冷却後において、ポートが理想的な位置・形状として形成されたシリンダヘッドを得ることができる。このため、所望のエンジン特性を得ることが容易となる。
That is, the valve seat
さらに、シリンダヘッドが下型12から取り出される。この際、第1ストッパ面28、第2ストッパ面42、第3ストッパ面34及び第4ストッパ面46が傾斜面であるので、これら第1ストッパ面28、第2ストッパ面42、第3ストッパ面34及び第4ストッパ面46が、いわゆる抜き勾配として機能する。砂中子22a、22bからのシリンダヘッドの脱離が速やかに進行する。
Further, the cylinder head is taken out from the
この場合、シリンダヘッドには、ポート造形部40a〜40pを連結するための凹空間が形成されていない。従って、該凹空間に残留した砂を除去する必要がない。この分だけ作業工程を低減することができるので、シリンダヘッドを効率よく得ることができる。
In this case, a concave space for connecting the
本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The present invention is not particularly limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、この実施の形態では、並列方向の最外方に位置するバルブシート部成形部26a、26c、26n、26pのみに第1ストッパ部30を設けるようにしているが、バルブシート部成形部26a〜26pの全てに第1ストッパ部30を設け、且つポート造形部40a〜40pの全てに第2ストッパ部44を設けるようにしてもよい。この場合、バルブシート部成形部26f、26h、26i、26kに第3ストッパ部36を設ける必要は特にない。
For example, in this embodiment, the
また、第1ストッパ部30を設ける位置は、バルブシート部成形部26a、26c、26n、26pの直径位置である必要は特になく、図6に示すように、直径位置から下型12の外方側に偏倚した位置であってもよい。又は、図7に示すように、直径位置から下型12の内方側に偏倚した位置であってもよい。第3ストッパ部36についても同様である。
Further, the position at which the
10…鋳造用金型装置 12…下型
14…第1側型 16…第2側型
18…上型 20…キャビティ
22a、22b…ポート形成用砂中子 24a〜24d…燃焼室成形部
26a〜26p…バルブシート部成形部 28…第1ストッパ面
30…第1ストッパ部 32a、32b…巾木台
34…第3ストッパ面 36…第3ストッパ部
38a、38b…巾木部 40a〜40p…ポート造形部
42…第2ストッパ面 44…第2ストッパ部
46…第4ストッパ面 48…第4ストッパ部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記燃焼室に連通する複数個のポートの各々を形成するための複数個のポート造形部を具備するポート形成用砂中子と、
前記ポート形成用砂中子の巾木部を支持する巾木台を具備する金型と、
を有し、
前記金型は、さらに、前記燃焼室を成形する燃焼室成形部の底壁に突出形成されるとともに、該金型の外方側から内方側に向かい、且つ前記巾木部の延在方向に略平行に並列された前記複数個のポート造形部の各々が対向する複数個のバルブシート部成形部を具備し、
前記複数個のバルブシート部成形部の中の並列方向最外方に位置するものの上端面の、前記金型の内方側に臨む部位が他の部位に比して突出することで、前記金型の外方側に臨む面を有する第1ストッパ部が立設され、
且つ前記複数個の前記ポート造形部の中の並列方向最外方に位置するものの先端部の、前記金型の外方側に臨む部位が他の部位に比して突出することで、前記第1ストッパ部に対向して該第1ストッパ部に堰止される第2ストッパ部が設けられたことを特徴とする鋳造用金型装置。 In a casting mold apparatus for obtaining a cylinder head having a combustion chamber,
A port-forming sand core comprising a plurality of port shaping portions for forming each of a plurality of ports communicating with the combustion chamber;
A mold comprising a baseboard for supporting the baseboard part of the port forming sand core;
Have
The mold is further formed to protrude from a bottom wall of a combustion chamber molding portion that molds the combustion chamber, and extends from the outer side to the inner side of the mold, and the extending direction of the baseboard portion A plurality of valve seat part forming parts facing each of the plurality of port shaping parts arranged substantially parallel to the
A portion of the upper end surface of the plurality of valve seat portion molding portions located on the outermost side in the parallel direction protrudes inward of the mold, as compared with other portions, so that the mold A first stopper portion having a surface facing the outer side of the mold is erected,
And the part which faces the outer side of the mold of the tip part of the plurality of port shaping parts located in the outermost direction in the parallel direction protrudes as compared with other parts, so that the first A casting mold apparatus, characterized in that a second stopper portion is provided to be opposed to the first stopper portion and blocked by the first stopper portion.
且つ前記複数個の前記ポート造形部の中の並列方向中腹部に位置するものの先端部の、前記巾木台に臨む部位が他の部位に比して突出することで、前記第3ストッパ部に対向して該第3ストッパ部に堰止される第4ストッパ部が設けられたことを特徴とする鋳造用金型装置。 The mold apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein an upper end surface of the plurality of valve seat part molding parts located in the middle part in the parallel direction is separated from the baseboard. The third stopper part having a surface facing the baseboard is erected by projecting the part of the second part compared to the other part,
And the part which faces the baseboard stand of the tip part of what is located in the parallel direction middle abdominal part among the plurality of port modeling parts protrudes compared with other parts, and it is in the 3rd stopper part. A casting mold apparatus, characterized in that a fourth stopper portion that is opposed to the third stopper portion is provided.
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