JPH07164100A - シリンダヘッド鋳造用冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】シリンダヘッドの鋳造時に、特に燃焼室周辺の
鋳造欠陥の発生を確実に阻止することができ、これによ
り鋳造工程を効率的に行うことを可能にする。 【構成】シリンダヘッドの燃焼室を鋳造成形するととも
に、内部に冷却用開口部５４ａ、５４ｂが形成された燃
焼室中子１６と、この燃焼室中子１６が取着されるとと
もに、湯口３８ａ、３８ｂ、４０ａ、４０ｂが形成され
た下型１４とを備え、前記下型１４は、冷却用流体を流
通させるための冷却通路４２ａ、４２ｂと、前記冷却通
路４２ａ、４２ｂの途上から分岐され前記冷却用開口部
５４ａ、５４ｂに前記冷却用流体を流通させるための分
岐通路４６ａ、４６ｂとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダヘッドの鋳造
時に燃焼室周辺に鋳造欠陥が発生することを防止するた
めのシリンダヘッド鋳造用冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関を構成するシリンダヘッドを鋳
造成形する際、固定型および可動型を含む複数の分割さ
れた金型内に所定の中子が配設された後、下部側に設け
られた湯口からストークを介してキャビテイに溶湯が導
入され、さらにこの溶湯が冷却されることによって鋳造
品としてのシリンダヘッドが得られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
鋳造成形されるシリンダヘッドにおいて、特に燃焼室の
周辺では、その機能上、高温および高圧に耐え得る強度
が要求されている。しかしながら、実際の鋳造時におい
ては、特に溶湯の凝固遅れに起因して鋳造欠陥が発生す
る場合があり、この鋳造欠陥が僅かであっても製品不良
となってしまう。これによって、シリンダヘッドの鋳造
効率が低下するという問題が指摘されている。

【０００４】本発明は、この種の問題を解決するための
ものであり、シリンダヘッドの鋳造時に、特に燃焼室周
辺の鋳造欠陥の発生を確実に阻止することができ、これ
により鋳造工程を効率的に行うことが可能なシリンダヘ
ッド鋳造用冷却装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明は、シリンダヘッドの燃焼室を鋳造成形す
るとともに、内部に冷却用開口部が形成された燃焼室中
子と、前記燃焼室中子が取着されるとともに、湯口が形
成された型部材と、を備え、前記型部材は、冷却用流体
を流通させるための冷却通路と、前記冷却通路の途上か
ら分岐され、前記燃焼室中子の前記冷却用開口部に連通
して該冷却用開口部に前記冷却用流体を流通させるため
の分岐通路と、を有することを特徴とする。

【０００６】また、前記冷却用開口部が、前記燃焼室の
中心に対応する位置よりも前記湯口に近接して設定され
ることが好ましい。

【０００７】

【作用】本発明に係るシリンダヘッド鋳造用冷却装置で
は、型部材に燃焼室中子が取着された状態で溶湯が湯口
を介してキャビテイに導入される一方、この型部材に設
けられた冷却通路に冷却用流体が供給される。この冷却
用流体は、型部材を冷却するとともに、その途上で分岐
通路に導入され、該分岐通路に連通する冷却用開口部を
流通することによって燃焼室中子を冷却する。このた
め、キャビテイに導入された溶湯は、燃焼室周辺で指向
性凝固が促進され、凝固遅れによる鋳造欠陥の発生を確
実に阻止することができる。

【０００８】また、湯口近傍の溶湯温度が高温となって
おり、冷却用開口部が、燃焼室の中心に対応する位置よ
りも前記湯口に近接して設定されると、該湯口近傍の溶
湯の凝固遅れを有効に防止することが可能になる。

【０００９】

【実施例】本発明に係るシリンダヘッド鋳造用冷却装置
について実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下
詳細に説明する。

【００１０】図１において、参照数字１０は、本実施例
に係るシリンダヘッド鋳造用冷却装置を組み込むシリン
ダヘッド鋳造機を示す。このシリンダヘッド鋳造機１０
は、本実施例に係る冷却装置１２を構成する下型（型部
材）１４および金属製の燃焼室中子１６と、中間型１８
と、上型２０と、これらの間に形成されるシリンダヘッ
ド成形用キャビテイ２２と、このキャビテイ２２に配置
される所定の金属製の中子２４と、前記下型１４側から
該キャビテイ２２に溶湯を供給するための溶湯供給装置
２６とを備える。

【００１１】溶湯供給装置２６は、図示しない溶湯供給
源に連結されるストーク２８と、下端がこのストーク２
８に固着され上端が下型１４に固着される中間ストーク
３０と、この中間ストーク３０の周囲に配設されて前記
中間ストーク３０内の溶湯を加温する加熱手段３２とを
備える。

【００１２】図２および図３に示すように、下型１４
は、４気筒１６バルブのエンジンを構成するシリンダヘ
ッドに対応すべくそれぞれ２つの燃焼室に応じた長穴部
３４、３６が所定の深さまで形成される。長穴部３４、
３６には、それぞれ隣接する２つの燃焼室の間に対応し
て湯口３８ａ、３８ｂおよび４０ａ、４０ｂの一部が連
通する。湯口３８ａ、３８ｂおよび４０ａ、４０ｂは、
下型１４を上下方向に貫通しており、それぞれの下端側
が中間ストーク３０内に連通しかつそれぞれの上端側が
中間型１８からキャビテイ２２に連通する。

【００１３】下型１４には、長穴部３４、３６の長軸方
向と平行に冷却通路４２ａ、４２ｂが形成され、この冷
却通路４２ａ、４２ｂの一端は、前記下型１４の長手方
向両端部に設けられた供給ポート４４ａ、４４ｂに連通
する。冷却通路４２ａ、４２ｂの他端は、互いに近接す
る位置でそれぞれ異なる方向に９０°屈曲して延在し、
下型１４の短手方向両端部で外部に開放される。

【００１４】冷却通路４２ａの途上には、各燃焼室中心
Ｏ₁ 、Ｏ₂ に対応する位置よりも各湯口３８ａ、３８ｂ
に近接して長穴部３４に連通する分岐通路４６ａ、４６
ｂが分岐形成される（図３参照）。分岐通路４６ａ、４
６ｂには、仕切り板４８ａ、４８ｂが配置されており、
この仕切り板４８ａ、４８ｂは、前記分岐通路４６ａ、
４６ｂを二分割するように幅寸法等が設定されている。
冷却通路４２ｂ側も上記冷却通路４２ａと同様に構成さ
れており、同一の参照符合を付してその詳細な説明は省
略する。

【００１５】燃焼室中子１６は、長穴部３４、３６に嵌
合すべく略長円形状を有しており、湯口３８ａ、３８ｂ
および４０ａ、４０ｂに対応して両側部に円弧状切欠部
５０が形成される。燃焼室中子１６の上部には、二つの
燃焼室を形成するための膨出部５２ａ、５２ｂが設けら
れる。図３に示すように、燃焼室中子１６には、燃焼室
中心Ｏ₁ 、Ｏ₂ に対応する位置よりも各湯口３８ａ、３
８ｂに近接して、すなわち冷却通路４２ａ、４２ｂの分
岐通路４６ａ、４６ｂと一致して冷却用開口部５４ａ、
５４ｂが形成される。この燃焼室中子１６は、長穴部３
４、３６にノックピン（図示せず）を介して位置決め固
定される。

【００１６】このように構成される冷却装置１２の動作
について、シリンダヘッド鋳造機１０との関連で以下に
説明する。

【００１７】冷却装置１２を構成する下型１４の長穴部
３４、３６に、それぞれ図示しないノックピンを介して
燃焼室中子１６が位置決め固定される一方、中間型１８
に所定の中子２４が配置され、この下型１４、中間型１
８および上型２０が型締めされる。これにより、所定の
シリンダヘッドに対応するキャビテイ２２が形成され
る。

【００１８】次いで、溶湯供給装置２６を構成する図示
しない溶湯供給源からストーク２８および中間ストーク
３０内に溶湯が供給されており、この溶湯が湯口３８
ａ、３８ｂおよび４０ａ、４０ｂからキャビテイ２２に
供給される。そして、キャビテイ２２内の溶湯が所定時
間だけ冷却されることにより、この溶湯が凝固し、型開
きされることによって鋳造品であるシリンダヘッドＣＨ
が取り出される（図４参照）。

【００１９】その際、下型１４に設けられている供給ポ
ート４４ａ、４４ｂから冷却通路４２ａ、４２ｂに冷却
エア（冷却用流体）が供給されている。この冷却通路４
２ａに供給された冷却エアは、図３中、矢印に示すよう
に、その途上で仕切り板４８ａによって分岐通路４６ａ
に導入されて燃焼室中子１６の冷却用開口部５４ａを通
過した後、前記冷却通路４２ａに戻される。この冷却エ
アは、さらに仕切り板４８ｂによって分岐通路４６ｂに
導入されて燃焼室中子１６の冷却用開口部５４ｂを通過
し、冷却通路４２ａに再度戻された後、下型１４内を流
通してこの下型１４の一方の側部から外部に排出され
る。また、冷却通路４２ｂに供給された冷却エアは、同
様に他の燃焼室中子１６の冷却用開口部５４ａ、５４ｂ
を流通して下型１４の他方の側部から外部に排出され
る。

【００２０】このように、本実施例では、燃焼室中子１
６が冷却エアにより強制的に冷却されるため、キャビテ
イ２２内の溶湯は、燃焼室周辺での指向性凝固が促進さ
れる。従って、燃焼室周辺で溶湯の凝固遅れを惹起する
ことがなく、鋳造欠陥の発生を確実に阻止することがで
きるという効果が得られる。

【００２１】しかも、燃焼室中子１６において、冷却用
開口部５４ａ、５４ｂが燃焼室中心Ｏ₁ 、Ｏ₂ に対応す
る位置よりも各湯口３８ａ、３８ｂおよび４０ａ、４０
ｂに近接して設定されている。このため、湯口３８ａ、
３８ｂおよび４０ａ、４０ｂの近傍で相当に高温となっ
ている溶湯を、一層確実に指向性凝固させることが可能
になり、鋳造欠陥のない高精度な鋳造品を効率的に得る
ことができるという利点がある。

【００２２】なお、本実施例では、下型１４および燃焼
室中子１６を冷却エアにより冷却しているが、この冷却
エアに代替して冷却水を用いてもよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係るシリンダヘッド鋳造用冷却
装置によれば、以下の効果乃至利点が得られる。

【００２４】型部材に燃焼室中子が取着された状態で、
溶湯が湯口を介してキャビテイに導入される一方、この
型部材に設けられた冷却通路に冷却用流体が供給される
と、この冷却用流体は、前記型部材を冷却するととも
に、その途上で分岐通路に導入されて該分岐通路に連通
する冷却用開口部を流通することにより燃焼室中子を冷
却する。このため、キャビテイに導入された溶湯は、燃
焼室周辺で指向性凝固が促進され、凝固遅れによる鋳造
欠陥の発生を確実に阻止することができる。

【００２５】また、湯口近傍の溶湯温度が高温となって
おり、冷却用開口部が、燃焼室の中心に対応する位置よ
りも前記湯口に近接して設定されると、該湯口近傍の溶
湯の凝固遅れを一層有効に防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るシリンダヘッド鋳造用冷
却装置を組み込むシリンダヘッド鋳造機の縦断面図であ
り、図２中、Ｉ−Ｉ線断面に相当する図である。

【図２】前記冷却装置を構成する下型および燃焼室中子
の平面説明図である。

【図３】図２中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】前記シリンダヘッド鋳造機で鋳造されるシリン
ダヘッドと燃焼室中子の縦断説明図である。

【符号の説明】

１０…シリンダヘッド鋳造機 １２…冷却装置 １４…下型 １６…燃焼室中
子 １８…中間型 ２０…上型 ２２…キャビテイ ２４…中子 ２６…溶湯供給装置 ３４、３６…長
穴部 ３８ａ、３８ｂ、４０ａ、４０ｂ…湯口 ４２ａ、４２ｂ…冷却通路 ４６ａ、４６ｂ
…分岐通路 ４８ａ、４８ｂ…仕切り板 ５４ａ、５４ｂ
…冷却用開口部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッドの燃焼室を鋳造成形すると
   ともに、内部に冷却用開口部が形成された燃焼室中子
   と、 前記燃焼室中子が取着されるとともに、湯口が形成され
   た型部材と、 を備え、 前記型部材は、冷却用流体を流通させるための冷却通路
   と、 前記冷却通路の途上から分岐され、前記燃焼室中子の前
   記冷却用開口部に連通して該冷却用開口部に前記冷却用
   流体を流通させるための分岐通路と、 を有することを特徴とするシリンダヘッド鋳造用冷却装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載の冷却装置において、前記冷
   却用開口部は、前記燃焼室の中心に対応する位置よりも
   前記湯口に近接して設定されることを特徴とするシリン
   ダヘッド鋳造用冷却装置。