JPS62282744A - 内燃機関用シリンダヘツドの鋳造用消失性模型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋳込まれた溶融金属の作用でガス状態となっ
て消失する鋳造用消失性模型に関し、とくに内燃機関用
シリンダヘッドを鋳造するのに使用される鋳造用消失性
模型の分割構造に関する。

〔従来の技術〕

従来から、溶融金属の作用でガス状態となって消失する
材料で現物型の模型を作り、この模型を砂中に埋設した
状態で溶融金属を流し込み、鋳物を製造するコアレス（
Ｃｏｒｅ　Ｌｅｓｓ）鋳造法は知られている（特公昭５
２−１４２０６号公＠）。

また、この鋳造方法によって製造されたディーゼルエン
ジンのシリンダヘッドの構造も知られている。

第１１図は、コアレス鋳造法によって製造されたディー
ゼルエンジンのシリンダヘッドの部分断面を示している
。図において、１はシリンダヘッドを示しており、２は
吸気ポートを示している。シリンダヘッド１の下面には
、バルブシート面３が形成されており、その上方に吸気
バルブ（図示略）のバルブステムが挿通されるバルブス
テム穴４が設けられている。なお、図中、５，６はウォ
ータジャケットを示している。

このシリンダヘッド１は、上述したように消失性模型（
通常、消失性模型として発泡ポリスチレンが用いられて
いるので以下ポリ模型という）を使用して鋳造されるが
、ポリ模型によりシリンダヘッドを作ろうとした場合、
シリンダヘッドの形状が複雑なためポリ模型を一体で作
ることはポリ模型の鋳抜きの関係から非常に困難であり
、ポリ模型を分割化して作ることが必要となる。そのた
め、第１１図に示したシリンダヘッドでは、見切り線（
分割線）Ａ、Ｂ、Ｃが設定されており、このシリンダヘ
ッド１を鋳造するためのポリ模型は、見切り線によって
水平方向に４分割されている。

見切り線Ａは、バルブシート面３の直上に位置し、吸気
ポート２と直交している。見切り線Ｂは、吸気ポート２
、パルプステム穴４、ウォータジャケット５を横断する
位置に設定されており、見切り線Ｃは、吸気ポート２、
ウォータジャケット６、パルプステム穴４の上方を横断
する位１に設定されている。

このように、ディーゼルエンジンでは、点火プラグが不
要であることや燃焼室がピストン側に形成されるので、
シリンダヘッドの下面を水平面とすることができ１、ポ
リ模型の水平方向の分割が容易になっている。

そして、複数個に分割化されたポリ模型は接着剤によっ
て貼り合わされるが、貼り合せ面から接着剤が垂れると
、注湯時に垂れた接着剤が溶融金属によって消失して溶
融金属と入れ替り、パリ、駄肉の付着の原因となる。し
たがって、第１１図のように見切り線Ａ、Ｂ、Ｃを水平
にすることは、接着剤の垂れが防止でき、生産性の面か
らも望ましい。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、今日のガソリンエンジンでは、あくまで
高出力を引き出すことを目的としているため、上述のよ
うに完全に水平分割しようとすると、かえって性能面で
不利になるおそれがある。

すなわち、ガソリンエンジンでは点火プラグ等がつくた
め構造が複雑になって駄肉がつく他、水平分割が困難に
なり、あくまでも水平分割しようとすると接合面が吸排
気ポートを通らざるを得なくなる。したがって、ポリ模
型の位置合わせが少しでもずれると吸、排気ポートにパ
リや段差ができて、吸、排気抵抗の増大を招き、エンジ
ンとしては致命的な欠陥を持つことになる。いいかえれ
ば、第１１図のシリンダヘッドでは、生産性を重視する
あまり、吸排気ポートの形状等が犠牲になったり、必然
的に駄肉が大きくついてしまうという問題がある。

本発明は、上記の点に着目し、消失性模型の分割位置を
適宜設定し、内燃機関のシリンダブロックにおける吸排
気抵抗をと（に小に抑えてエンジンの出力を向上させる
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的に沿う本発明の内燃機関用シリンダヘッドの鋳
造用消失性模型は、内燃機関のシリンダヘッドを鋳造す
るのに使用され、鋳込まれた溶融金属の作用でガス状態
となって消失する内燃機関用シリンダヘッドの鋳造用消
失性模型であって、前記消失性模型を、シリンダヘッド
の吸気ポートおよび排気ポートの中心線に沿って延びる
見切り線によって分割したものから成る。

また、前記見切り線は、シリンダヘッドの吸気ポートお
よび排気ポートの中心線に近位する折れ線とするのが望
ましい。さらに、消失性模型は、前記見切り線によって
水平分割するのが望ましい。

〔作用〕

このように構成された内燃機関用シリンダヘッドの鋳造
用消失性模型においては、消失性模型は、吸排気ポート
の中心線に沿って延びる見切り線によって分割される。

すなわち、吸排気ポートの接合面は吸排気の流れ方向に
沿って形成され、接合面は吸排気の流れに対して最も抵
抗の少ない方向に位置される。したがって、シリンダヘ
ッドにおける吸排気抵抗が小に抑えられ、エンジンの出
力向上がはかられる。

〔実施例〕

以下に、本発明に係る内燃機関用シリンダヘッドの鋳造
用消失性模型の望ましい実施例を、図面を参照して説明
する。

本実施例では消失性模型の形状および分割構造は、完成
状態のシリンダヘッドによって説明し、シリンダヘッド
を鋳造するのに使用される実際の消失性模型は図示しな
い。また、消失性模型材料としては、発泡ポリスチレン
が用いられている。

第１実施例 第１図ないし第８図は、本発明の第１実施例に係る内燃
機関用シリンダヘッドの消失性模型（以下ポリ模型とい
う）を使用して鋳造されたシリンダヘッドを示しており
、とくに鋳造後、機械加工を施した６気筒ＤＯＨＣガソ
リンエンジンのシリンダヘッドを示している。

第８図は、シリンダヘッド全体を示している。

図中、１１はシリンダヘッドを示しており、１２は各気
筒のプラグチューブを示している。プラグチューブ１２
を中心として図の右側には、吸気側のバルブリフタガイ
ド１３が設けられており、左側には排気側のバルブリフ
タガイド１４が設けられている。

また、各プラグチューブ１２の左右には、カムジャーナ
ル部１５ａ、１５ｂがそれぞれ設けられている。

なお、図中、１６は砂抜き穴のタイトプラグを示してい
る。

第１図は、第８図の！−１線に沿う断面を示している０
図において１７は、シリンダヘッド下面を示している。

シリンダヘッド下面１７側には、山型の燃焼室１日が形
成されており、燃焼室１日の斜め上方に、ウォータジャ
ケット１９ａ’、１９ｂが設けられている。ウォータジ
ャケット１９ａ、１９ｂの上方には、軸線１０を中心と
して左右に吸気ポート２ｏと排気ポート２１が設けられ
ている。吸気ポート２ｏの一方は、燃焼室１８に開口さ
れており、他方はシリンダへ７ド１１の吸気側側面２２
に開口されている。排気ポート２１の一方は、燃焼室１
日に開口されており、他方はシリンダヘッド１１の排気
側側面２３に開口されている。排気ポート２１の直上に
はウォータジャケット１９ｃが位置している。

燃焼室１８の上方には、吸排気パルプ（図示路）のパル
プステムが挿通されるパルプステム穴２４゜２５が設け
られている。バルブステム穴２４の下方は吸気ポート２
０に開口され、バルブステム穴２５の下方は排気ポート
２１に開口されている。バルブステム穴２４．２５の上
方には、上述のパルプリフタガイド１３．１４が設けら
れている。バルブステム穴２４の上部は、バルブリフタ
ガイド１３の中心に向けて開口しており、バルブステム
穴２５の上部は、バルブリフタガイド１４の中心に向け
て開口している。バルブステム穴２４．２５の上方端面
側には、パルプ用コイルばね（図示路）を支持するばね
溝２４ａ、２５Ｂ　ｆ）＜設けられている。

バルブステム穴２４とバルブステム穴２５との間には、
燃焼室１８側に延びるウォータジャケット１９ｄが設け
られている。バルブリフタガイド１３．１４の斜め上方
には、カムシャフト（図示路）を支持するカムジャーナ
ル部１５ａ、１５ｂが設けられている。

そして、上述したカムジャーナル部１５ａ、１５ｂ、バ
ルブリフタガイド１３．１４、バルブステム穴２４゜２
５はそれぞれ一直線に配置されている。なお、図中、２
６はブローバイガス通路を示している。

このように一体に構成されたシリンダヘッド１１は、こ
のシリンダへフド１１と同一寸法で作られたポリ模型を
使用して鋳造される。ポリ模型は鋳抜きの関係から分割
構造になっており、ポリ模型の分割位置は、後述する見
切り線によって設定されている。すなわち本実施例では
、ポリ模型は、見切り線り、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈによって６
分割されている。

第１図において、見切り線りは、シリンダヘッド１１の
吸気側側面２２からブローバイガス通路２６の底面に沿
って延び、ウォータジャケット１９ａの底面までは、水
平方向に延びている。それから、見切り線りは、燃焼室
１８の上部を燃焼室１８の山型に沿って延び、燃焼室１
８の山型を下った位置からウォータジャケット１９ｂの
底面を通ってシリンダヘッド１１の排気側側面２３まで
水平方向に延びている。

見切り線Ｅは、シリンダヘッド１１の吸気側側面２２か
ら吸気ポート２０の中心線に沿って延び、その一端は、
見切り線りと直交している。そして、見切り線Ｅは、見
切り線りに沿って燃焼室１８の上部を延び、燃焼室１８
に開口する排気ポート２１位１から排気ポート２１の中
心線に沿って延び、シリンダヘッド１１の排気側側面２
３に至っている。

見切り線Ｅは、従来の鋳造方法では長い複合アールにさ
れるのが一般的であるが、複合アールの場合はポリ模型
の確実な位置合せが製造上の誤差で困難となる。したが
って、本実施例に示すように、見切り線（分割線）を吸
気ポート２０と排気ポート２１の中心線に近似する折れ
線とすれば、位置合せが容易となり組立工数の低減効果
が大きい。

すなわち本実施例では、第２図に示すように、吸気ポー
ト２０例の見切り線Ｅを、水平方向にＥ、、　Ｅ、。

Ｅｉ、ＥＳ、ＥＳの５段階に変化する折れ線とし、これ
に対応する垂直方向の変化をＥｈ、Ｅｖ、　Ｅｓ、　Ｅ
ｑとしている。また、排気ポート２１例の見切り線Ｅは
、吸気ポート２０と同様に、水平方向にＥ、。ｌ　Ｅｌ
ｌ＋Ｅ１２１２１３１　Ｉ！１ａ　の５段階に変化する
折れ線としており、この水平方向の変化に対応する垂直
方向の変化をＥ＋＋＋　Ｅ＋ｚ＋　Ｅ＋ｚ＋　Ｅｌａと
している。これにより、ポリ模型の接合面の工作精度が
高められ、ポリ模型の高精度な位置合わせが容易にでき
るようになっている。

見切り線Ｆは、吸気ボー）２０の上方でかつシリンダヘ
ッド１１の吸気側側面２２から吸気ポート２０の曲率に
沿って下降しており、ばね溝２４ａの下方でかつバルブ
ステム穴２４の上下方向のほぼ中間で水平に移行してい
る。そして、そのままバルブステム穴２４、ウォータジ
ャケット１９ｄの頂面近傍、バルブステム穴２５、ウォ
ータジャケット１９ｃを横断してシリンダヘッド１１の
排気側側面２３へ延びている。

見切り線Ｇは、シリンダヘッド１１の吸気側側面２２で
、かつバルブステム穴２４とバルブリフタガイド１３と
の間に位置する部分から水平方向にバルブステム穴２４
．２５の上方を通ってシリンダヘッド１１の排気側側面
２３方向に延びている。

見切り線Ｈは、シリンダへ７ド１１の吸気側側面２２で
、かつバルブリフタガイド１３とカムジャーナル１５ａ
との間に位置する部分から水平方向にバルブリフタガイ
ド１３．１４の頂部をかすめてシリンダヘッド１１の排
気側側面２３方向に延びている。

したがって、ポリ模型を第１図の見切り線によって分割
すれば、ポリ模型は、ブロック１０１．１０２゜１０３
、１０４．１０５．１０６に分割される。

第３図は、第１図の■−■線に沿う断面を示し、見切り
線Ｆの設定位置を示している。図において、見切り線Ｆ
は、水平方向にそのまま延びれば吸気ポート２０と交差
することになるので、見切り線Ｆは、吸気ポート２０の
近傍で一担立ち上げられている。これにより、見切り線
Ｆと吸気ポート２０の交差が防止され、吸気の流れが向
上されるようになっている。

第４図は、第７図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面を示してい
る。図中、３１はウォータジャケット１９内の冷却水゛
の流れ方向を制御する整流板を示している。

整流板３１は、流れ方向に細長く延びる菱形をしており
、整流板３１には凹部３１ａが形成されている。

これにより、軽量化と冷却効果が向上されている。

整流板３１の上流側および下流側には、上述と同様に冷
却水の流れ方向を制御するリブ３２．３３．３４゜３５
が設けられている。また、整流板３１の上方には、砂抜
き穴のタイトプラグボス３６が設けられており、このタ
イトプラグボス３６には、冷却水の流れ方向にン合うリ
フ゛３７．３８が設けられている。

第４図に示すシリンダヘッド１１の断面では、見切り線
り、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは下記のように設定されている。ま
ず、最下方の見切り線りは、シリンダヘッド１１の吸気
側側面２２で、かつインテークマニホールド取付ねじ孔
３９の下方からシリンダヘッド１１の排気側側面２３に
向かって水平に延びている。

見切り線Ｅは、シリンダヘッド１１の吸気側側面２２で
かつインテークマニホルド取付ねじ孔３９の上方から斜
め下方に延び、リブ３２とリブ３３の間に達している。

そして、見切り線Ｅは、この位置からさらに斜め下方に
延びリブ３４とリブ３５の間を通過して、はぼ水平にシ
リンダヘッド１１の排気側側面２３方向に延びている。

見切り線Ｆは、シリンダヘッド１１の吸気側側面２２で
かつ上述の見切り線Ｅの直上からタイトプラグボス３６
に向かって水平に延び、そのままシリンダヘッド１１の
排気側側面２３方向へ延びている。

第４図における見切りｋｌ、、Ｈの位置は、第１図と同
じレベルに設定され、完全に水平方向に延びている。

このように、たとえばシリンダヘッド１１を第４図の見
切り線によって分割すれば、シリンダブロック１１は第
５図に示すよ°うに、ブロック１０１．１０２゜１０３
、１０４．１０５．１０６の６つに分割される。

第６図は、第８図のＶ［−ＶＩ線に沿うシリンダヘッド
断面を示している。図中、１８は燃焼室を示しており、
燃焼室１８の直上にスパークプラグ（図示略）が挿入さ
れるプラグチューブ１２が形成されている。プラグチュ
ーブには、シリンダへフド１１の上面４１から燃焼室１
８まで貫通されており、プラグチューブ１２の下方は、
プラグねじ部１２ａとなっている。プラグチューブ１２
を形成するシリンダヘッド部材４２は、燃焼室１８側に
いくほど薄肉化されており、この先端は燃焼室１８の上
壁４３と一体に形成されている。

プラグチューブ１２を形成するシリンダヘッド部材４２
の外周には、ウォータジャヶフ）１９ｅが形成されてい
る。ウォータジャケット１９ｅは、プラグチューブ１２
を形成しているシリンダヘッド部材４２と、吸気ポート
２１および排気ポート２２を形成するシリンダヘッド部
材４４ａ、４４ｂと、燃焼室１日の一部を形成する上壁
４３に包囲されている。これにより、とくに燃焼室１８
の上壁４３は、ウォータジャケット１９ｅに広い面積を
もって接触可能になっている。

プラグチューブ１２の上下方向の位置でかつプラグチュ
ーブ１２の外周には、断面形状が平行四辺形のウォータ
ジャケット１９ｆ、１９ｇが設けられている。ウォータ
ジャケット１９ｆ、１９ｇの上方には、カムジャーナル
部１５ａ、１５ｂが設けられている。

なお、図中、２６はブローバイガス通路を示しており、
４５は燃料噴射弁（図示略）が挿入される挿入穴である
。

第６図におけるシリンダヘッド断面では、見切り線りは
、第１図とほぼ同様に、シリンダヘッド１１の吸気側側
面２２からブローバイガス通路２６の底面近傍を通りウ
ォータジャケットＬ９ｅの底面までは、水平方向に延び
ている。それから、見切り線りは、燃焼室１日の土壁で
あると同時にウォータジャケフ）　１９　ｅの底面でも
ある山型の燃焼室１８の上壁４３に沿って延び、プラグ
ねじ部１２ａを横断して上壁４３を下り終えたところか
らシリンダへフド１１の排気側側面２３に向かって水平
に延びている。

見切り′４１ＡＥは、シリンダヘッド１１の吸気側側面
２２から吸気ポート２０の中心線に沿って延び、ウォー
タジャケット１９ｅの底面に達するように延びている。

また、排気ポート２１側の見切り線Ｅも、ウォータジャ
ケット１９ｅの底面から排気ポート２１の　′中心線に
沿って延びシリンダへフド１１の排気側側面２３に向か
って延びている。

見切り線Ｆは、吸気ポート２０の上方でかつシリンダヘ
ッド１１の吸気側側面２２からプラグチューブ１２に向
かって水平に延びている。さらに見切り線Ｆは、排気ポ
ート２１の上部に位置し、この部分は水平となっている
。

見切り線Ｇは、上述の見切り線Ｆの上部に位置し、シリ
ンダへフド１１の吸気側側面２２から水平に延びウォー
タジャケット１９ｆ、プラグチューブ１２、ウォータジ
ャケット１９ｇを横断してシリンダヘッド１１の排気側
側面２３に向かって延びている。なお、プラグチューブ
１２の外周における見切り４．？ｔ　Ｇの一部は、−担
下方に延びてまた立上がっている。すなわち、この部分
のポリ模型の接合部は、嵌合い構造になっていて、ポリ
模型の位１合せが容易でしかも位置決め精度が良くなる
ようになっている。

見切り線Ｈは、シリンダヘッド１１の吸気側側面２２か
ら水平方向に延びており、この位置における見切り線Ｈ
の高さは第１図に示す見切り線Ｈの高さと等しくなって
いる。見切り線Ｈは、カムシー−ナル部１５ａ、１５ｂ
の直下でのみ凸状に立ち上がっており、ポリ模型では、
この部分のみに嵌め合い用の突起が形成されている。こ
れによって、ポリ模型の位置合わせが容易となり、所定
の位置決め精度が確保されている。

第７図は、第８図の■−■線方向からみたシリンダヘッ
ドのフロント側を示している。図中、５１は砂抜き穴埋
め用のタイトプラグを示しており、タイトプラグ５１は
シリンダヘッド１１のフロント側のほぼ中央に位置して
いる。シリンダヘッド１１の頂面側には、カムジャーナ
ル部１５ａ、１５ｂがそれぞれ位置している。シリンダ
ヘッド１１の排気側側面２３側には、タイミングカバー
取付座５２が形成されており、砂抜き穴埋め用のタイト
プラグ５１の近傍には、上下方向に延びタイトプラグ５
１側に湾曲したタイミングカバー取付座５３が形成され
ている。

第７図においては、見切り線り、Ｅ、Ｆ、Ｇ。

Ｈの位置は下記のようになっている。見切り！Ｄは、シ
リンダヘッド下面１７とタイトプラグ５１との間に位置
し、シリンダへ７ド１１の吸気側側面２２からシリンダ
ヘッド１１の排気側側面２３方向に向かって水平に延び
ている。

見切り線Ｅは、シリンダヘッド１１の吸気側側面２２で
かつタイトプラグ５１の斜め上方から、タイトプラグ５
１の中心部を横断し、そのまま下ってシリンダヘッド１
１の排気側側面２３方向へ延びている。

見切り線Ｆは、タイトプラグ５１の上部に位置し、シリ
ンダヘッド１１の吸気側側面２２の見切り線Ｅの直上か
らシリンダヘッド１１の排気側側面２３に向がって水平
に延びている。

見切り線Ｇは、見切り＆ｉ　Ｆの上方に位置し、シリン
ダヘッド１１の吸気側側面２２がらシリンダヘッド１１
の排気側側面２３に向かって水平に延びている。

見切り線Ｈは、カムジャーナル部１５ａ、１５ｂの直下
に位置しており、シリンダヘッド１１の吸気側側面２２
からシリンダヘッド１１の排気側側面２３方向に向かっ
て水平に延びているが、カムジャーナル部１５ａとカム
ジャーナル部１５ｂとの間で、一部分シリンダヘッド上
面側に湾曲している。

なお、本実施例では、シリンダヘッド１１に５つの見切
り線を設定し、これに対応するポリ模型を６分割するよ
うにしたが、６分割に限定されず、さらにポリ模型を多
数に分割すれば、設計の自由度が大きくなり機能的にす
ぐれたシリンダヘッド構造を得ることが可能になる。ま
た、本゛溌明は、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼ
ルエンジンにも適用可能である。

つぎに第１実施例における作用について説明する。

上述したように、シリンダへ７ド１１には、シリンダヘ
ッド１１の吸気側側面２２からシリンダヘッド１１の排
気側側面２３に向かって延びる見切り’ｉｌＡ　Ｄ　。

Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈが設定されており、この見切り線によっ
てシリンダヘッド１１を鋳造するために使用されるポリ
模型は、６分割されている。６分割されたポリ模型は正
確に位置合わせが行なわれ、ポリ模型の接合面（見切り
線）は、接着剤によって接着され密着される。

第１図において、吸気ポート２０と排気ポート２１は、
シリンダヘッド１１のブロック１０２　とブロック１０
３によって構成されており、ブロック１０２　とブロッ
ク１０３　との接合面（見切り線Ｅ）は、吸気ポート２
０と排気ポート２１の中心線に近似する折れ線となって
いる。そのため、接着面を部分的にみた場合、接着面は
平面となり接着剤の塗布が容易となる。また、接合面を
折れ線としたことにより従来の複合アールよりも接合面
の寸法精度が高められ、接合面の位置合せが高精度に確
保される。そのため、ポリ模型同志の位置ずれや隙間の
発生が非常に僅かなものとなり、段差やパリの発生は掻
少に抑えられる。

また、見切り線Ｅが吸気ポート２０と排気ポート２１の
中心線に沿って設定されることにより、接合面はポート
内を流れる吸気および排気の流れ方向に沿って形成され
る。すなわち、接合面は吸排気の流れに対して最も抵抗
の少ない方向に形成される。したがって、とくに吸気ポ
ート２０内での吸入抵抗が減少し、エンジンの出力が向
上される。

第４図ないし第７図において、見切り線Ｅを除く見切り
線り、Ｆ、Ｇ、Ｈは、シリンダヘッド１１の吸気側側面
２２からシリンダヘッド１１の排気側側面２３に向かっ
て水平に延びるように設定されているので、ポリ模型の
接合面は水平面となり、接合面からの接着剤の垂れが防
止される。したがって、接着剤の垂れによるパリ等の発
生が解消されるとともにシリンダヘッド自体の寸法精度
も維持される。

さらに、ポリ模型を６分割したことにより、シリンダヘ
ッドの設計上の自由度が大きくなり、とくに駄肉が排除
されシリンダヘッドの軽量化がはかられる。

第２実施例 第９図および第１０図は、本発明の第２実施例に係る内
燃機関用シリンダヘッドの消失性模型を使用して鋳造さ
れたシリンダヘッドを示しており、とくに鋳造後、機械
加工を施したＯＨＣガソリンエンジンのシリンダブロッ
クを示している。

第９図において、図中、６１はシリンダヘッドを示して
おり、シリンダへラド６１にはシリンダへラド６１の吸
気側側面６２からシリンダヘッド下面６３に貫通する吸
気ポート６４が形成されている。シリンダヘッド下面６
３側には、燃焼室６５が形成されており、燃焼室６Ｓに
吸気ポート６４の一方が開口されている。燃焼室６４の
上方にはバルブステム（図示時）が挿入されるバルブス
テム穴６６が設けられている。

吸気ポート６４とシリンダヘッド下面６３間には、ウォ
ータジャケット６７ａが形成されており、バルブステム
穴６６とシリンダヘッド取付穴６８ｃの間には、ウォー
タシャケ−ｚドロアｂが形成されている。また、吸気ポ
ート６４の上方でがっバルブステム穴６５の近傍には、
ウォータジャケラｌ−６７ｃが形成されている。バルブ
ステム穴６６の頂面部には、パルプ用コイルばね（図示
時）を支持するばね溝６９が設けられている。シリンダ
へラド１１の上面には、カムシャフト（図示時）を支持
するカムジャーナル部７゜が設けられている。

こノヨうに一体に構成されたシリンダへラド６１は、シ
リンダへラド６１と同一寸法で作られたポリ模型を使用
して鋳造される。ポリ模型は鋳抜きの関係から分割構造
になっており、ポリ模型の分割位置は、後述する見切り
線によって設定されている。すなわち、本実施例では、
ポリ模型は、見切り線１．Ｊ、Ｋによって４分割されて
おり、シリンダへラド６１で示せば、ブロック２０１．
２０２．２０３゜２０４　に分割される。

第９図において、見切り線Ｉは、シリンダヘッド６１の
吸気側側面６２から水平方向に延びウォータジャケット
６７ａの上下方向の中間を横断し、ウォータジャケット
６７ａの端部からバルブシート７１の直上をバルブシー
ト７１の下面に沿って斜め方向に延びている。そして、
見切り＊Ｉは、そこから燃焼室６５の外方を元の水平方
向のレベルまで下降し、シリンダヘッド取付穴６８を横
断してシリンダへ。

ドロ１の排気側側面７２に向かって延びている。

見切り’４．％　Ｊは、シリンダヘッド６１の吸気側側
面６２から吸気ポート６４の中心線に沿って延び、その
一端は、上述の見切り綿線Ｉと直交している。

見切り線には、吸気ポート６４の上方でかつシリンダヘ
ッド６１の吸気側側面６２からウォータジャケラ）６Ｔ
ｃに向かって水平に延びている。ウォータジャケット６
５ｃに達した見切り線には、そこから斜め下方に延びウ
ォータジャケット６７ｃの中央とバルブステム穴６６の
ほぼ上下方向の中間を横断してシリンダヘッド取付穴６
８の上部近傍のレベルに到達する。そして、見切り線に
は、この位置から水平となってシリンダヘッド取付穴６
日の横断し、シリンダへラド６１の排気側側面７２に向
がって延びている。

第１０図は、シリンダへラド６１のエンジン前後方向で
の一断面を示している。図中、６４は吸気ポートを示し
ており、吸気ポート６４とシリンダヘッド下面６３との
間には、ウォータジャケット６７ｄが形成されている。

また、燃焼室６５の斜め上方でかつバルブステム穴６６
の斜め下方には、ウォータジャケット６７ｅが形成され
ている。

第１０図においては、見切り線Ｉは、シリンダへ７ド６
１の吸気側側面６２から水平方向にウォータジャケット
６７ｄの下面に沿って延び、ウォータジャケラ）　６７
　ｄの端部からバルブシート７１の直上をバルブシート
７１の下面に沿って斜め上方に延びている。そして、見
切り線■は、さらに上方に傾いてウォータジャケラ）６
７ｅの底面に沿って延び、ウォータジャケラ）６７ｅの
側壁面を横断した位置で水平となっている。見切り線Ｊ
は、第９図と同様に吸気ポート６４の中心を通って見切
り線■と直交している。

見切り＆％には、吸気ポート６４の直上でかつシリンダ
ヘッド６１の吸気側側面６２から水平方向に延び、バル
ブステム穴６６の直前で斜め下方に屈曲し、そのままバ
ルブステム穴６６を横断してウォータジャケット６７ｅ
のほぼ中央部まで延びている。そして、見切り線には、
その位置からシリンダヘッド６１の排気側側面７２に向
かって水平に延びている。

なお、本実施例のＯＨＣエンジンのシリンダヘッドでは
、シリンダへ７ド６１に３つの見切り線を設定し、これ
に対応するポリ模型を４分割するようにしたが、４分割
に限定されず、さらにポリ模型を多数に分割すれば、機
能的にすぐれたシリンダヘッド構造を得ることができる
。また、本実施例では、排気ポートは図示されないが、
排気ポートを通る見切り線も吸気ポート６４と同様に、
ポートの中心線に沿うようにするのは勿論である。

つぎに第２実施例における作用について説明する。

シリンダヘッド６１には、見切り線！、Ｊ、Ｋが設定さ
れており、この見切り線によってシリンダヘッド６１を
鋳造するために使用されるポリ模型は４分割されている
。そして、４分割されたポリ模型は、正確に位置合わせ
が行なわれ、ポリ模型の接合面（見切りｖＡ）は、接着
剤によって接着され密着される。

第９図において、吸気ポート６４は、シリンダブロック
６１のブロック２０２　とブロック２０３によって構成
されており、ブロック２０２　とブロック２０３　との
接合面（見切り線Ｊ）は、吸気ポート６４の中心線に沿
って形成されている。これにより、接合面は吸気の流れ
に対して最も抵抗の少ない方向に形成される。したがっ
て、吸気ポート６４内における吸入抵抗が減少し、エン
ジンの出力が高められる。

また、見切り線１．Ｄは、はぼ水平方向に延びているの
で、大部分のポリ模型の接合面は水平面に形成される。

そのため、ポリ模型の接合面からの接着剤の垂れが防止
され、パリ等の発生も抑えられる。

なお、本発明においては消失性模型として発泡ポリスチ
レンを用いたが、接着可能であり、しかも鋳込まれる溶
融金属の作用を消失するものであれば他の材料でもよい
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の内燃機関用シリンダヘッ
ドの鋳造用消失性模型によるときは、消失性模型を、シ
リンダヘッドの吸気ポートおよび排気ポートの中心に沿
って分割するようにしたので、消失性模型の接合面は吸
排気の流れに対して最も抵抗の少ない方向に形成される
。その結果、シリンダヘッドの吸排気ポート内における
吸排気抵抗を減少させることが可能になり、エンジンの
出力を高めることができるという効果が得られる。

また、消失性模型をさらに分割すれば、消失性模型の設
計の自由度が大きくなり、駄肉の排除やウオークジャケ
ットによる冷却効果を大幅に向上させることができる。

さらに、消失性模型の接合面を水平面となるよう形成す
れば、接着剤の垂れやはみ出しが防止され、パリの発生
を防止する、―とができるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る内燃段間用シリンダ
ヘッドの鋳造用消失性模型によって製作されたシリンダ
ヘッドの吸排気ポート近傍の断面図で第８図の１−１線
に沿う断面図、 第２図は第１図の部分拡大図、 第３図は第１図のｍ−ｍ線に沿う拡大断面図、第４図は
第８図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は第４図に
示すシリンダヘッド断面を見切り線によって分割した分
解図、 第６図は第８図のＶ［−Ｖｌ線に沿う断面図、第７図は
第８図の■−■線方向からみた矢視図、第８図は本発明
の第１実施例に係る内燃機関用シリンダヘッドの鋳造用
消失性模型によって製作されたシリンダヘッド全体の平
面図、 第９図は本発明の第２実施例に係る内燃機関用シリンダ
ヘッドの鋳造用消失性模型によって製作されたシリンダ
ヘッドの吸気ポート近傍の断面図、第１０図は第９図の
シリンダヘッドを別の位置からみた断面図、 第１１図は消失性模型を使用して製作された従来のディ
ーゼルエンジンのシリンダヘッドの断面図、である。 １１、６１・・・・・・・・・・・・シリンダヘッド２
０、６４・・・・・・・・・・・・吸気ポート２１・・
・・・・・・・・・・・・・・・・排気ポートＤ、Ｅ、
Ｆ、Ｇ、Ｈ，１，Ｊ、Ｋ・・・見切り線１０１．１０２
．１０３．１０４．１０５．　ＩＯ２−・・−・・見切
り線によって分割したＤＯＨＣエンジンにおけるシリン
ダヘッドのブロック ２０１、２０２．２０３．、２０４・・・・・・見切り
線によって分割した○ＨＣエンジンにおけるシリンダヘ
ッドのブロック 特　許　出　願　人　　　トヨタ自動車株式会社第３図 ２０吸気デート 第４図 第６図 １日 第７図 第１０図 ６１　／リノダヘッｒ゛ 第１１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関のシリンダヘッドを鋳造するのに使用さ
   れ、鋳込まれた溶融金属の作用でガス状態となって消失
   する内燃機関用シリンダヘッドの鋳造用消失性模型にお
   いて、前記消失性模型を、シリンダヘッドの吸気ポート
   および排気ポートの中心線に沿って延びる見切り線によ
   って分割したことを特徴とする内燃機関用シリンダヘッ
   ドの鋳造用消失性模型。
2. （２）前記見切り線を、シリンダヘッドの吸気ポートお
   よび排気ポートの中心線に近似する折れ線とした特許請
   求の範囲第１項記載の内燃機関用シリンダヘッドの鋳造
   用消失性模型。
3. （３）前記消失性模型を、前記見切り線によって水平分
   割した特許請求の範囲第１項記載の内燃機関用シリンダ
   ヘッドの鋳造用消失性模型。