KR101909854B1 - 실린더 헤드의 주조 장치 및 실린더 헤드의 주조 방법 - Google Patents

실린더 헤드의 주조 장치 및 실린더 헤드의 주조 방법 Download PDF

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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

크랭크 샤프트와, 각각이 흡기 또는 배기를 위한 복수의 포트를 포함하는 복수의 실린더를 갖는 내연 기관의 실린더 헤드의 주조 장치에 있어서, 실린더 헤드의 외형에 대응하는 캐비티를 내부에 획정하도록, 상대적으로 접근 이반하는 상형, 하형 및 좌우형을 포함하는 주형과, 복수의 포트에 각각 대응하는 외형으로 된 복수의 본체부와, 복수의 본체부의 기단측에서 이들과 일체적으로 성형된 굽도리부를 포함하고, 캐비티 내에 지지되는 포트 코어를 구비하고, 하형은, 포트의 연소실측의 흡기 및 배기 구멍에 대응하는 흡기 및 배기 구멍 형성면과, 실린더 헤드의 실린더 블록의 부착면에 대응하는 포트 코어 지지면을 갖고, 좌우형은, 포트 코어 지지면과 대향하는 포트 코어 압박면을 갖고, 포트 코어는, 본체부의 선단이 흡기 및 배기 구멍 형성면에 접촉하고, 굽도리부의 하면이 포트 코어 지지면에 접촉하며, 굽도리부의 상면이 포트 코어 압박면에 접촉함으로써, 캐비티 내에 지지된다.

Description

실린더 헤드의 주조 장치 및 실린더 헤드의 주조 방법
본 발명은, 내연 기관의 실린더 헤드의 주조 장치 및 실린더 헤드의 주조 방법에 관한 것이다.
내연 기관의 실린더 헤드를 주조할 때 사용하는 주형에 있어서, 횡형끼리의 접근 이간 동작에 연동해서 클램프 부재를 진퇴 이동시키고, 당해 횡형끼리의 형 체결 완료 시에 포트 코어를 하형에 압박해서 위치 결정하는 기술이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).
일본 특허공개 (평)5-253663호 공보
상기 기술에서는, 포트 코어로부터 발생하는 레진 가스 등이 클램프 부재를 진퇴시키는 이동 기구에 들어가서, 눈곱이 되어 굳어짐으로써 당해 이동 기구의 동작에 불량을 발생시키는 경우가 있다. 이 경우, 클램프 부재가 포트 코어를 하형에 충분히 압박하지 못하고, 당해 포트 코어가 미동해버려 포트 코어의 위치 결정 정밀도가 저하된다는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 주조용 코어의 위치 결정 정밀도의 저하를 억제할 수 있는 실린더 헤드의 주조 장치 및 실린더 헤드의 주조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 주조용 코어의 본체부의 선단을 하형의 제1면에 접촉시키고, 당해 주조용 코어의 굽도리부의 하면을 하형의 제2면에 접촉시키며, 당해 굽도리부의 상면을 횡형의 제3면에 접촉시킨 상태에서, 당해 주조용 코어를 주형의 내부에 획정되는 캐비티 내에 지지함으로써, 상기 과제를 해결한다.
본 발명에 따르면, 주조용 코어의 본체부의 선단을 하형의 제1면에 접촉시키고, 당해 주조용 코어의 굽도리부의 하면을 하형의 제2면에 접촉시키며, 당해 굽도리부의 상면을 횡형의 제3면에 접촉시킨 상태에서, 당해 주조용 코어를 지지한다. 이에 의해, 포트 코어를 하형에 압박하기 위해서 종래 필요했던 클램프 부재가 불필요하게 되어, 상기 주조용 코어의 미동이 규제되고, 당해 주조용 코어의 위치 결정 정밀도의 저하가 억제된다.
도 1은, 본 발명에 따른 실린더 헤드 주조 장치의 일 실시 형태를 나타내는 사시 단면도이다.
도 2는, 도 1의 II부의 부분 확대도이다.
도 3a는, 본 발명에 따른 챔버 인서트를 비스듬히 상방에서 본 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3b는, 본 발명에 따른 모형의 흡기 포트 코어 지지면을 비스듬히 상방에서 본 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 포트 코어의 일 실시 형태를 비스듬한 하방에서 본 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 하형에 포트 코어를 지지시킨 상태를 나타내는 평면도이다.
도 6a는, 도 5의 VIA-VIA선을 따른 단면도이다.
도 6b는, 도 5의 VIB-VIB선을 따른 단면도이다.
도 6c는, 도 5의 VIC-VIC선을 따른 단면도이다.
도 6d는, 도 5의 VID-VID선을 따른 단면도이다.
도 7a는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 실린더 헤드의 주조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 7b는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코어 지지 공정(그 1)을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7c는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코어 지지 공정(그 2)을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7d는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코어 지지 공정(그 3)을 설명하기 위한 단면도이다.
도 8a는, 본 발명에 따른 실린더 헤드 주조 장치에 의해 성형되는 실린더 헤드를 갖는 내연 기관을 나타내는 분해 사시도이다.
도 8b는, 본 발명에 따른 실린더 헤드 주조 장치에 의해 성형되는 실린더 헤드를 갖는 내연 기관의 실린더를 나타내는 투시 사시도이다.
도 8c는, 본 발명에 따른 실린더 헤드 주조 장치에 의해 성형되는 실린더 헤드를 갖는 내연 기관의 실린더를 나타내는 짧은 쪽 방향 단면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 본 실시 형태의 실린더 헤드 주조 장치(1)는, 알루미늄 합금 등의 용탕 L을 주형(30) 내에 주입해서 당해 용탕 L을 응고시키고, 실린더 헤드 CH를 성형하기 위한 장치이다. 이하의 설명에서는, 우선, 실린더 헤드 주조 장치(1)에 의해 성형되는 실린더 헤드 CH를 갖는 내연 기관 EG에 대하여 설명한 다음, 실린더 헤드 주조 장치(1)에 대하여 상세히 설명한다.
도 8a는 본 발명에 따른 실린더 헤드 주조 장치에 의해 성형되는 실린더 헤드를 갖는 내연 기관을 나타내는 분해 사시도, 도 8b는 본 발명에 따른 실린더 헤드 주조 장치에 의해 성형되는 실린더 헤드를 갖는 내연 기관의 실린더를 나타내는 투시 사시도, 도 8c는 본 발명에 따른 실린더 헤드 주조 장치에 의해 성형되는 실린더 헤드를 갖는 내연 기관의 실린더를 나타내는 짧은 쪽 방향 단면도이다.
본 실시 형태의 내연 기관 EG는, 도 8a 내지 도 8c에 도시한 바와 같이, DOHC(Double OverHead Camshaft) 형식의 직렬 3기통 내연 기관이다. 또한, 본 실시 형태의 내연 기관 EG는 직렬 3기통형이지만, 특별히 이것으로 한정되지 않으며, 직렬 4기통형이어도 되고, 직렬 6기통형이어도 된다. 또는, V형 6기통형이나 V형 8기통형이어도 된다. 또한, 내연 기관 EG는, DOHC 형식을 채용한 내연 기관이지만, SOHC(Single OverHead Camshaft) 형식을 채용한 내연 기관으로 해도 된다.
내연 기관 EG는, 도 8a에 도시한 바와 같이, 실린더 헤드 CH와, 실린더 블록 CB와, 실질적으로 등간격으로 배열된 3개의 실린더 C1, C2, C3과, 당해 실린더 C1, C2, C3에 대응하는 3개의 피스톤 P1, P2, P3과, 크랭크 샤프트 CS를 구비하고 있다. 본 실시 형태에 있어서의 「내연 기관 EG」가 본 발명에 있어서의 「내연 기관」의 일례에 상당하고, 본 실시 형태에 있어서의 「실린더 헤드 CH」가 본 발명에 있어서의 「실린더 헤드」의 일례에 상당하고, 본 실시 형태에 있어서의 「실린더 C1, C2, C3」이 본 발명에 있어서의 「실린더」의 일례에 상당하며, 본 실시 형태에 있어서의 「크랭크 샤프트 CS」가 본 발명에 있어서의 「크랭크 샤프트」의 일례에 상당한다.
실린더 헤드 CH는, 실린더 블록 CB의 상부에 적재되고, 볼트(도시생략) 등에 의해 당해 실린더 블록 CB에 고정된다. 크랭크 샤프트 CS는, 3개의 피스톤 P1, P2, P3이 커넥팅 로드를 통해 내장된 후, 베어링 캡 등을 사용해서 실린더 블록 CB의 하부에 고정된다. 3개의 피스톤 P1, P2, P3은, 실린더 C1, C2, C3의 각각에 삽입되고, 크랭크 샤프트 CS의 회전 구동에 따라서, 당해 실린더 C1, C2, C3 내에서 상하로 왕복 이동한다. 이하의 설명에서는, 필요에 따라 실린더 C1, C2, C3을 실린더 C라고 총칭하고, 피스톤 P1, P2, P3을 피스톤 P라고 총칭한다.
3개의 실린더 C는, 크랭크 샤프트 CS의 축 방향을 따라 병설되어 있다(즉, 복수의 실린더 C의 병설 방향은, 크랭크 샤프트 CS의 축 방향과 실질적으로 일치하고 있음). 각각의 실린더 C는, 도 8b에 도시한 바와 같이, 당해 실린더 C의 각각에 접속되는 흡기 포트 IP와 배기 포트 EP를 갖고 있다. 흡기 포트 IP는, 완만하게 굴곡되는 주관부 IMP와, 당해 주관부 IMP로부터 2방향으로 분기된 2개의 분기관부 IBP로 구성되어 있다. 각각의 분기관부 IBP의 말단은, 흡기 포트 IP가 연소실 CC와 연통하는 흡기 구멍 EI, EI로 된다. 이 흡기 구멍 EI, EI에 대응하여, 2개의 흡기 밸브 IV, IV가 실린더 헤드 CH에 설치되어 있다. 한편, 배기 포트 EP는, 흡기 포트 IP와 마찬가지로, 완만하게 굴곡되는 주관부 EMP와, 당해 주관부 EMP로부터 2방향으로 분기된 2개의 분기관부 EBP로 구성되어 있다. 각각의 분기관부 EBP의 말단은, 배기 포트 EP가 연소실 CC와 연통하는 배기 구멍 EO, EO로 된다. 이 배기 구멍 EO, EO에 대응하여, 2개의 배기 밸브 EV, EV가 실린더 헤드 CH에 설치되어 있다. 따라서, 본 실시 형태의 내연 기관 EG는, 각 실린더 C1, C2, C3에 대해서 2개의 흡기 밸브 IV, IV와 2개의 배기 밸브 EV, EV를 갖는 12 밸브식 내연 기관이다.
흡기 포트 IP의 다른 쪽의 말단은, 흡기 매니폴드(도시생략)를 통해 흡기로(도시생략)와 연결되어 있다. 일반적으로, 흡기로에는, 특별히 도시하지 않았지만, 흡입 공기를 정화하여 연소실 CC 내로 보내는 에어 필터, 흡입 공기 유량을 검출하는 에어플로우 미터, 흡입 공기 유량을 제어하는 스로틀 밸브 및 콜렉터 등이 설치되어 있다. 또한, 흡기 포트 IP에는, 그 내부에 밸브 선단이 면하는 연료 분사 밸브가 설치되어 있다. 연료 분사 밸브는, 외부 회로로부터의 지령에 따라서 개방 밸브 구동하고, 연료 펌프로부터 압송되어 프레셔 레귤레이터에 의해 소정 압력으로 제어된 연료를 흡기 포트 IP 내에 분사한다. 즉, 외부로부터 흡입한 흡입 공기에 연료 분사 밸브에 의해 분사된 연료를 혼합한 흡입 혼합기가, 흡기 포트 IP로부터 연소실 CC로 보내진다. 또한, 연료 분사 밸브를 연소실 CC에 면하게 하여, 연료를 직접 연소실 CC 내로 분사하는 진접 분사형의 내연 기관이어도 된다. 본 실시 형태에 있어서의 「흡기 포트 IP」가 본 발명에 있어서의 「포트」의 일례에 상당한다.
실린더 C에 있어서, 실린더 내벽과, 당해 실린더 내를 왕복 이동하는 피스톤 P의 관면과, 흡기 밸브 IV, IV와 배기 밸브 EV, EV가 설치된 실린더 헤드 CH에 의해 둘러싸이는 공간이 연소실 CC를 구성한다. 점화 플러그 SP는, 각 실린더 C의 연소실 CC마다 면해서 장착되고, 외부 회로로부터의 점화 신호에 기초하여 흡입 혼합기에 대해서 점화를 행한다.
본 실시 형태의 내연 기관 EG의 연소실 CC는, 당해 연소실 CC의 정상부가 삼각형의 지붕형 형상으로 된 펜트 루프형 연소실이다. 이 연소실 CC의 정상부에 형성되는 지붕형 형상의 한쪽 경사면에는, 전술한 2개의 흡기 구멍 EI, EI가 크랭크 샤프트의 축 방향을 따라 병설되어 있다. 이에 반하여, 연소실 CC의 정상부에 형성되는 지붕형 형상의 다른 쪽 경사면에는, 전술한 2개의 배기 구멍 EO, EO가 크랭크 샤프트의 축 방향을 따라 병설되어 있다. 또한, 연소실 CC는, 펜트 루프형 연소실로 한정되지 않으며, 다공형 연소실 등이어도 된다. 본 실시 형태에 있어서의 「연소실 CC」가 본 발명에 있어서의 「연소실」의 일례에 상당한다.
배기 포트 EP의 다른 쪽 말단은, 배기 매니폴드(도시생략)를 통해 배기로(도시생략)와 연결되어 있다. 일반적으로, 배기로에는, 특별히 도시하지 않았지만, 배기 중의 특정 성분을 검출하는 공연비 센서, 배기를 정화하기 위한 배기 정화 촉매 등이 설치되어 있다. 공연비 센서로서는, 배기 중의 특정 성분, 예를 들어 산소 농도를 검출하는 검출기가 사용되고, 배기, 나아가서는 흡입 혼합기의 공연비를 이 공연비 센서에 의해 검출한다. 배기 정화 촉매로서는, 스토이키(이론 공연비, λ=1, 공기 중량/연료 중량=14.7) 근방에 있어서 배기 중의 일산화탄소 CO와 탄화수소 HC를 산화함과 함께, 질소산화물 NOX의 환원을 행하여 배기를 정화할 수 있는 3원 촉매, 혹은 배기 중의 일산화탄소 CO와 탄화수소 HC의 산화를 행하는 산화 촉매를 사용할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서의 「배기 포트 EP」가 본 발명에 있어서의 「포트」의 일례에 상당한다.
내연 기관 EG의 실린더 C에는, 도 8c에 도시한 바와 같이, 각각의 실린더 C에 대응하여 워터 재킷 WJ1, WJ2가 설치되어 있다. 실린더 블록 CB에 있어서, 워터 재킷 WJ1은, 실린더 C1 내지 C3의 축 방향을 따라 외주 포위하도록 설치되어 있다. 실린더 헤드 CH에 있어서, 워터 재킷 WJ2는, 흡기 포트 IP, IP 및 배기 포트 EP, EP의 각각의 외주를 포위하도록 설치되어 있다. 이 워터 재킷 WJ2는, 그 하부에서 실린더 블록 CB에 설치된 워터 재킷 WJ1과 연통하고 있다.
다음으로, 본 실시 형태의 실린더 헤드 주조 장치(1)에 대하여, 도 1, 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면서, 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 실린더 헤드 주조 장치의 일 실시 형태를 나타내는 사시 단면도, 도 2는 도 1의 II부의 부분 확대도, 도 3a는 본 발명에 따른 챔버 인서트를 비스듬히 상방에서 본 상태를 나타내는 사시도, 도 3b는 본 발명에 따른 모형의 흡기 포트 코어 지지면을 비스듬히 상방에서 본 상태를 나타내는 사시도이다.
본 실시 형태의 실린더 헤드 주조 장치(1)는, 저압 주조법을 이용하여 실린더 헤드 CH를 성형하기 위한 장치이다. 저압 주조법에서는, 용탕을 유지하는 보유로(爐)의 상방에 주형을 배치하고, 당해 보유로 중의 용탕을 공기 또는 불활성 가스 등에 의해 가압해서 밀어올리고, 주형 내에 당해 용탕을 주입한다. 또한, 본 실시 형태의 실린더 헤드 주조 장치(1)에서는, 저압 주조법을 이용하고 있지만, 특별히 이것으로 한정되지 않으며, 용탕을 중력에 의해 주형에 주입하는 중력 주조법을 이용해도 된다. 본 실시 형태에 있어서의 「실린더 헤드 주조 장치(1)」가 본 발명에 있어서의 「실린더 헤드의 주조 장치」의 일례에 상당한다.
실린더 헤드 주조 장치(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 가대(10)와, 급탕부(20)와, 주형(30)과, 복수의 코어(40, 50, 60, 70)를 구비하고 있다. 가대(10)는, 4개의 다리부(11)와, 플래튼(12)과, 가압 장치(13 내지 17)로 구성되어 있다.
플래튼(12)은, 4개의 다리부(11)에 의해 지지되어 있으며, 당해 플래튼(12)의 상부에는, 가압 장치(13 내지 17)와, 주형(30)이 적재되어 있다. 플래튼(12)의 상면(121)에는, 주형(30)의 하형(31)(후술)의 고정, 위치 결정이 가능하도록 홈(121a)이 형성되어 있다. 가압 장치(13 내지 17)는, 압축 공기의 압력, 스프링, 또는 나사 등을 이용한 기구를 갖는 장치이다. 상세는 후술하지만, 가압 장치(13)는 주형(30)의 상형(37)에 대응하고, 가압 장치(14)는 주형(30)의 우형(38a)에 대응하고, 가압 장치(15)는 주형(30)의 좌형(38b)에 대응하고, 가압 장치(16)는 주형(30)의 전형(39a)에 대응하며, 가압 장치(17)는 주형(30)의 후형(39b)에 대응하여 설치되어 있다.
급탕부(20)는, 보유로(21)와, 압축 가스 공급관(22)과, 급탕관(23)을 구비하고 있다. 보유로(21)는, 플래튼(12)의 하방에 배치되어 있다. 당해 보유로(21)는, 내부가 밀폐 구조로 되어 있으며, 당해 보유로(21) 내에는, 알루미늄 합금 등으로 구성되는 용탕 L이 저류되어 있다. 보유로(21)는, 용탕 L에서 내부를 완전히 충전하는 것이 아니라, 일부에 공간이 남아 있다. 이 보유로(21)는, 히터(도시생략) 등에 의해 둘러싸여 있으며, 당해 히터에 의해 보유로(21)가 보온, 가온되고, 당해 보유로(21) 내에 수용되는 용탕 L의 유동성이 유지된다.
보유로(21)에는, 압축 가스 공급관(22)이 접속되어 있다. 압축 가스 공급관(22)의 한쪽의 단부는, 보유로(21) 내의 공간에 면하고 있으며, 다른 쪽의 단부는 압축 가스 공급 장치(도시생략)에 접속되어 있다. 압축 가스 공급 장치로부터 공급되는 압축 가스는, 압축 가스 공급관(22)을 통해 보유로(21) 내로 토출된다. 보유로(21) 내에서는, 용탕 L의 액면이, 공급된 압축 가스에 의해 가압된다.
급탕관(23)은, 한쪽의 단부가 보유로(21)에 수용된 용탕 L 내에 침지되어 있으며, 다른 쪽의 단부가, 플래튼(12)을 관통하여, 주형(30)을 구성하는 하형(31)에 접속되어 있다. 이 급탕관(23)은, 예를 들어 하형(31)에 형성되는 배탕관(도시생략) 등을 통하여, 주형(30)의 내부에 획정되는 캐비티 S(후술)와 연통하고 있다. 전술한 압축 가스 공급 장치에 의해 공급된 압축 가스가, 보유로(21)에 수용된 용탕 L의 액면을 가압하면, 당해 용탕 L이 급탕관(23) 내를 중력과 반대 방향을 향해 상승하고, 급탕관(23)과 연통하는 캐비티 S 내에 용탕 L이 주입된다. 또한, 특별히 도시하지 않았지만, 이 급탕관(23)은, 하형(31)과 접속되는 측의 단부에 있어서, 당해 하형(31)과 접속되는 측을 향해 점차적으로 확대 개방되는 테이퍼 형상으로 되어 있다.
주형(30)은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 하형(31)과, 상형(37)과, 좌우형(38a, 38b)과, 전후형(39a, 39b)을 구비하고 있다. 하형(31)은, 챔버 인서트(32)와, 모형(35)으로 구성되어 있다. 챔버 인서트(32)는, 전술한 실린더 C에 대응하여 배치되는 것이며, 본 실시 형태의 하형(31)은, 3개의 챔버 인서트(32)를 갖고 있다. 이 챔버 인서트(32)는, 모형(35)에 형성된 끼워 맞춤 홈(361)에 삽입되고, 당해 모형(35)에 고정되어 있다. 챔버 인서트(32) 중, 캐비티 S에 면하는 부분의 외형은, 내연 기관 EG의 연소실 CC의 정상부에 대응하고 있다. 즉, 이 챔버 인서트(32)에는, 도 3a에 도시한 바와 같이, 내연 기관 EG의 흡기 포트 IP의 흡기 구멍 EI, EI를 형성하기 위한 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)과, 내연 기관 EG의 배기 포트 EP의 배기 구멍 EO, EO를 형성하기 위한 배기 구멍 형성면(34a, 34b)이 설치되어 있다.
본 실시 형태에 있어서의 「하형(31)」이 본 발명에 있어서의 「하형」의 일례에 상당하고, 본 실시 형태에 있어서의 「챔버 인서트(32)」가 본 발명에 있어서의 「라이너」의 일례에 상당하고, 본 실시 형태에 있어서의 「상형(37)」이 본 발명에 있어서의 「상형」의 일례에 상당하고, 본 실시 형태에 있어서의 「좌우형(38a, 38b)」이 본 발명에 있어서의 「횡형」의 일례에 상당하며, 본 실시 형태에 있어서의 「흡기 구멍 형성면(33a, 33b)」 및 「배기 구멍 형성면(34a, 34b)」이 본 발명에 있어서의 「제1면」의 일례에 상당한다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)은, 펜트 루프형 연소실인 연소실 CC의 정상부(즉, 삼각형의 지붕형 형상의 정상부)의 한쪽의 경사면에 대응하도록 형성되어 있으며, 배기 구멍 형성면(34a, 34b)으로부터 이간됨에 따라, 모형(35)에 접근하도록 경사져 있다. 각각의 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)에는, 모형(35)측을 향해 함몰하는 한 쌍의 흡기측 제1 오목부(331a, 331b)가 형성되어 있다. 상세는 후술하지만, 본 실시 형태에 있어서의 제1 본체부(41)에 대응하는 「흡기측 제1 오목부(331a, 331b)」가 본 발명에 있어서의 「제1 걸림 결합부」의 일례에 상당하고, 제2 본체부(44)에 대응하는 「흡기측 제1 오목부(331a, 331b)」가 본 발명에 있어서의 「제5 걸림 결합부」의 일례에 상당한다.
흡기측 제1 오목부(331a)는, 4개의 내부 측면(332a1, 332a2, 333a1, 333a2)과, 저면(334a)을 갖고 있다. 흡기측 제1 오목부(331b)는, 4개의 내부 측면(332b1, 332b2, 333b1, 333b2)과, 저면(334b)을 갖고 있다. 내부 측면(332a1, 332a2, 332b1, 332b2)은, Y 방향에 실질적으로 평행(즉, 내연 기관 EG의 크랭크 샤프트 CS의 축 방향에 대해서 실질적으로 평행)인 측면이다. 한편, 내부 측면(333a1, 333a2, 333b1, 333b2)은, X 방향에 실질적으로 평행(즉, 크랭크 샤프트 CS의 축 방향에 대해서 실질적으로 수직)인 측면이다. 저면(334a, 334b)은, 상방에 면하는 Z 방향(즉, 실린더 C의 축 방향)에 대하여 수직인 면이다.
흡기측 제1 오목부(331a)에 있어서, 내부 측면(332a1, 332a2)이 대향함과 함께, 내부 측면(333a1, 333a2)이 대향하고 있으며, 이들의 내부 측면(332a1, 332a2, 333a1, 333a2)이 저면(334a)과 연속함으로써, 상방으로 개구되는 직사각 형상의 오목부가 형성된다. 마찬가지로, 흡기측 제1 오목부(331b)에 있어서, 내부 측면(332b1, 332b2)이 대향함과 함께, 내부 측면(333b1, 333b2)이 대향하고 있으며, 이들 내부 측면(332b1, 332b2, 333b1, 333b2)이 저면(334b)과 연속함으로써, 상방으로 개구되는 직사각 형상의 오목부가 형성된다.
배기 구멍 형성면(34a, 34b)은, 펜트 루프형 연소실인 연소실 CC의 정상부(즉, 삼각형의 지붕형 형상의 정상부)의 다른 쪽의 경사면에 대응하도록 형성되어 있으며, 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)으로부터 이간됨에 따라, 모형(35)에 접근하도록 경사져 있다. 각각의 배기 구멍 형성면(34a, 34b)에는, 모형(35)측을 향해 함몰하는 한 쌍의 배기측 제1 오목부(341a, 341b)가 형성되어 있다. 상세는 후술하지만, 본 실시 형태에 있어서의 제1 본체부(51)에 대응하는 「배기측 제1 오목부(341a, 341b)」가 본 발명에 있어서의 「제1 걸림 결합부」의 일례에 상당하고, 제2 본체부(54)에 대응하는 「배기측 제1 오목부(341a, 341b)」가 본 발명에 있어서의 「제5 걸림 결합부」의 일례에 상당한다.
배기측 제1 오목부(341a)는, 4개의 내부 측면(342a1, 342a2, 343a1, 343a2)과, 저면(344a)을 갖고 있다. 배기측 제1 오목부(341b)는, 4개의 내부 측면(342b1, 342b2, 343b1,, 343b2)과, 저면(344b)을 갖고 있다. 내부 측면(342a1, 342a2, 342b1,, 342b2)은, Y 방향에 실질적으로 평행인 측면이다. 한편, 내부 측면(343a1, 343a2, 343b1,, 343b2)은, X 방향에 실질적으로 평행인 측면이다. 저면(344a, 344b)은, 상방에 면하는 Z 방향에 대해서 수직인 면이다.
배기측 제1 오목부(341a)에 있어서, 내부 측면(342a1, 342a2)이 대향함과 함께, 내부 측면(343a1, 343a2)이 대향하고 있으며, 이들의 내부 측면(342a1, 342a2, 343a1, 343a2)이 저면(344a)과 연속함으로써, 상방으로 개구되는 직사각 형상의 오목부가 형성된다. 마찬가지로, 배기측 제1 오목부(341b)에 있어서, 내부 측면(342b1, 342b2)이 대향함과 함께, 내부 측면(343b1, 343b2)이 대향하고 있으며, 이들 내부 측면(342b1, 342b2, 343b1, 343b2)이 저면(344b)과 연속함으로써, 상방으로 개구되는 직사각 형상의 오목부가 형성된다.
도 1 및 도 2로 되돌아가서, 모형(35)은, 플래튼(12)에 고정되어 있다. 모형(35)의 상면 중 캐비티 S에 면하는 부분에는, 챔버 인서트(32)가 끼워 맞춤 가능한 끼워 맞춤 홈(361)과, 재킷 코어(60)가 부착 가능한 재킷 코어 지지 홈(362)이 형성되어 있다. 또한, 모형(35)의 하면에는, 플래튼(12)의 홈(121a)과 끼워 맞춤하는 돌기(363)가 설치되어 있다.
이 모형(35)에는, 캐비티 S의 측면(즉, 실린더 헤드 CH의 측면)보다도 외측에 있어서, 흡기 포트 코어(40)의 굽도리부(47)(후술)와 접촉하는 흡기 포트 코어 지지면(351a)과, 배기 포트 코어(50)의 굽도리부(57)(후술)와 접촉하는 배기 포트 코어 지지면(351b)이 형성되어 있다. 모형(35)의 상면 중, 캐비티 S에 면하는 부분 및 포트 코어 지지면(351a, 351b)과 간섭하지 않은 범위에서, 좌우형(38a, 38b) 및 전후형(39a, 39b)이 적재 가능하게 되어 있다. 또한, 좌우형(38a, 38b) 및 전후형(39a, 39b)은, 각각 이동 방향이 정해져 있으며(예를 들어, 좌우형(38a, 38b)은, X 방향을 따른 방향에 있어서만 왕복 이동하고, 전후형(39a, 39b)은, Y 방향을 따른 방향에 있어서만 왕복 이동함), 예를 들어 모형(35)의 상면에 레일을 배치하고, 당해 레일을 통해 좌우형(38a, 38b) 및 전후형(39a, 39b)을 적재해서 이들의 이동 방향을 규제해도 된다.
포트 코어 지지면(351a, 351b)은, 대략 수평인 평탄면으로 되고, Y 방향에 대해서 실질적으로 평행인 방향을 따라 연장되어 있다. 흡기 포트 코어 지지면(351a)에는, 도 3b에 도시한 바와 같이, +Z 방향을 향해 돌출되는 한 쌍의 흡기측 제2 볼록부(352a, 352b)가 형성되어 있다.
흡기측 제2 볼록부(352a)는, 4개의 외부 측면(353a1, 353a2, 354a1, 354a2)과, 정상면(355a)을 갖고 있다. 흡기측 제2 볼록부(352b)는, 4개의 외부 측면(353b1, 353b2, 354b1, 354b2)과, 정상면(355b)을 갖고 있다. 외부 측면(353a1, 353a2, 353b1, 353b2)은, Y 방향에 대해서 실질적으로 평행인 측면이다. 한편, 외부 측면(354a1, 354a2, 354b1, 354b2)은, X 방향에 대해서 실질적으로 평행인 측면이다. 정상면(355a, 355b)은, 상방에 면하는 Z 방향에 대해서 수직인 면이다.
흡기측 제2 볼록부(352a)에 있어서, 외부 측면(353a1, 353a2)이 대향함과 함께, 외부 측면(354a1, 354a2)이 대향하고 있으며, 이들의 외부 측면(353a1, 353a2, 354a1, 354a2)이 정상면(355a)과 연속함으로써, 상방을 향해 돌출되는 직사각 형상의 볼록부가 형성된다. 마찬가지로, 흡기측 제2 볼록부(352b)에 있어서, 외부 측면(353b1, 353b2)이 대향함과 함께, 외부 측면(354b1, 354b2)이 대향하고 있으며, 이들 외부 측면(353b1, 353b2, 354b1, 354b2)이 정상면(355b)과 연속함으로써, 상방을 향해 돌출되는 직사각 형상의 볼록부가 형성된다.
배기 포트 코어 지지면(351b)에는, 흡기 포트 코어 지지면(351a)과 마찬가지로, +Z 방향을 향해 돌출되는 한 쌍의 배기측 제2 볼록부(356a, 356b)가 형성되어 있다. 이 배기측 제2 볼록부(356a, 356b)는, 크랭크 샤프트 CS의 축 방향을 따라 병설되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 배기 포트 코어 지지면(351b)은, 흡기 포트 코어 지지면(351a)을 경영 대칭으로 하면, 당해 흡기 포트 코어 지지면(351a)과 다소의 형상의 차이는 있지만, 기본적인 구조는 동일하기 때문에, 도 3b에 흡기 포트 코어 지지면(351a)을 나타내고, 배기 포트 코어 지지면(351b)에 대해서는 괄호 내에 대응하는 부호를 붙임으로써 도시를 생략한다.
배기측 제2 볼록부(356a)는, 4개의 외부 측면(357a1, 357a2, 358a1, 358a2)과, 정상면(359a)을 갖고 있다. 배기측 제2 볼록부(356b)는, 4개의 외부 측면(357b1, 357b2, 358b1, 358b2)과, 정상면(359b)을 갖고 있다. 외부 측면(357a1, 357a2, 357b1, 357b2)은, Y 방향에 대해서 실질적으로 평행인 측면이다. 한편, 외부 측면(358a1, 358a2, 358b1, 358b2)은, X 방향에 대해서 실질적으로 평행인 측면이다. 정상면(359a, 359b)은, 상방에 면하는 Z 방향에 대해서 수직인 면이다.
배기측 제2 볼록부(356a)에 있어서, 외부 측면(357a1, 357a2)이 대향함과 함께, 외부 측면(358a1, 358a2)이 대향하고 있으며, 이들의 외부 측면(357a1, 357a2, 358a1, 358a2)이 정상면(359a)과 연속함으로써, 상방을 향해 돌출되는 직사각 형상의 볼록부가 형성된다. 마찬가지로, 배기측 제2 볼록부(356b)에 있어서, 외부 측면(357b1, 357b2)이 대향함과 함께, 외부 측면(358b1, 358b2)이 대향하고 있으며, 이들 외부 측면(357b1, 357b2, 358b1, 358b2)이 정상면(359b)과 연속함으로써, 상방을 향해 돌출되는 직사각 형상의 볼록부가 형성된다. 본 실시 형태에 있어서의 「포트 코어 지지면(351a, 351b)」이 본 발명에 있어서의 「제2면」의 일례에 상당하고, 본 실시 형태에 있어서의 「흡기측 제2 볼록부(352a, 352b)」 및 「배기측 제2 볼록부(356a, 356b)」가 본 발명에 있어서의 「제4 걸림 결합부」의 일례에 상당한다.
상형(37)은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 가압 장치(13)의 구동하에 있어서, 전술한 하형(31)에 대하여 접근 또는 이반하는 다이 베이스(131)에 지지되어 있으며, 당해 하형(31)과 대향하도록 배치된다. 좌우형(38a, 38b)은, 서로 대향 배치되어 있다. 우형(38a)은, 가압 장치(14)에 접속되고, 좌형(38b)은, 가압 장치(15)에 접속되어 있다. 좌우형(38a, 38b)은, 이들 가압 장치(14, 15)의 동기 구동하에 있어서, 서로 접근 또는 이반하도록 동작한다. 이 좌우형(38a, 38b)은, 서로 이간됨에 따라 하형(31)에 접근하도록 경사지는 포트 코어 압박면(381a, 381b)을 갖고 있다. 흡기 포트 코어 압박면(381a)은, 전술한 흡기 포트 코어 지지면(351a)에 대향하고, 배기 포트 코어 압박면(381b)은, 전술한 배기 포트 코어 지지면(351b)과 대향하고 있다. 본 실시 형태에서는, 이 흡기 포트 코어 압박면(381a)이 흡기 포트 코어(40)의 굽도리부(47)와 접촉하고, 배기 포트 코어 압박면(381b)이 배기 포트 코어(50)의 굽도리부(57)와 접촉한다. 전후형(39a, 39b)은, 서로 대향 배치되어 있다. 전형(39a)은 가압 장치(16)에 접속되고, 후형(39b)은 가압 장치(17)에 접속되어 있다. 전후형(39a, 39b)은, 가압 장치(16, 17)의 동기 구동하에 있어서, 서로 접근 또는 이반하도록 동작한다. 본 실시 형태에 있어서의 「포트 코어 압박면(381a, 381b)」이 본 발명에 있어서의 「제3면」의 일례에 상당한다.
이상으로 설명한 본 실시 형태의 주형(30)에 있어서, 하형(31), 상형(37), 좌우형(38a, 38b), 및 전후형(39a, 39b)에 의해 형 체결이 이루어짐으로써, 당해 주형(30)의 내부에 실린더 헤드 CH의 외형에 대응한 캐비티 S가 획정된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 캐비티 S의 하형(31)측에서 실린더 헤드 CH의 가스킷면이 형성되고, 당해 캐비티 S의 상형(37)측에서 실린더 헤드 CH의 커버면이 형성된다. 본 실시 형태에 있어서의 「캐비티 S」가 본 발명에 있어서의 「캐비티」의 일례에 상당한다.
주형(30)의 내부에 획정된 캐비티 S에는, 당해 캐비티 S 내에 지지되는 흡기 및 배기 포트 코어(40, 50)와, 재킷 코어(60)와, 톱 코어(70)가 배치되어 있다. 재킷 코어(60)는, 실린더 헤드 CH의 워터 재킷 WJ2에 대응하는 외형으로 되고, 포트 코어(40, 50)의 본체부의 주위를 따라서 배치되어 있다. 이 재킷 코어(60)는, 하형(31)에 형성된 재킷 코어 지지 홈(362)에 부착됨으로써, 캐비티 S 내에 지지된다. 톱 코어(70)는, 흡기 및 배기 밸브 IV, EV의 전진, 후퇴를 담당하는 밸브 스프링 등을 수용하는 공간에 대응하는 외형으로 된 코어이다.
이하의 설명에 있어서, 본 실시 형태의 흡기 및 배기 포트 코어(40, 50)를, 도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면서, 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 포트 코어의 일 실시 형태를 비스듬한 하방에서 본 상태를 나타내는 사시도이다.
또한, 배기 포트 코어(50)는, 흡기 포트 코어(40)를 경영 대칭으로 하면, 당해 흡기 포트 코어(40)와 다소의 형상의 차이는 있지만, 기본적인 구조는 동일하다. 따라서, 이하의 설명에서는, 도 4에 흡기 포트 코어(40)를 나타내고, 배기 포트 코어(50)에 대해서는 괄호 내에 대응하는 부호를 붙임으로써 도시를 생략하고, 흡기 포트 코어(40)와 배기 포트 코어(50)의 서로 다른 구성에 대해서는, 그때마다 그 차이점을 설명한다. 본 실시 형태에 있어서의 「흡기 포트 코어(40)」 및 「배기 포트 코어(50)」가 본 발명에 있어서의 「주조용 코어」의 일례에 상당한다.
본 실시 형태의 흡기 포트 코어(40)는, 내연 기관 EG의 흡기 포트 IP를 형성하기 위해 사용되고(배기 포트 코어(50)는, 내연 기관 EG의 배기 포트 EP를 형성하기 위해 사용됨), 도 4에 도시한 바와 같이, 2개의 제1 본체부(41)와, 1개의 제2 본체부(44)와, 굽도리부(47)를 갖고 있다. 각각의 본체부(41, 44, 41)는, 흡기 포트 IP, IP, IP에 대응한 외형으로 되어 있다. 즉, 흡기 포트 IP는, 전술한 바와 같이 주관부 IMP와, 당해 주관부 IMP로부터 2방향으로 분기된 분기관부 IBP로 구성되어 있으며, 이에 반하여, 본 실시 형태의 본체부(41, 44, 41)는, 당해 흡기 포트 IP의 외형에 대응하여 2방향으로 분기된 선단을 갖고 있다. 또한, 본체부(41, 44, 41)의 선단은, 경사면으로 된 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)에 대응한 경사면(즉, 배기 구멍 형성면(34a, 34b)으로부터 이간됨에 따라 하형(31)에 접근하도록 경사지는 경사면)으로 되어 있으며, 당해 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)에 밀접하게 걸림 결합 가능하게 되어 있다. 또한, 배기 포트 코어(50)에 있어서는, 본체부(51, 54, 51)의 선단은, 경사면으로 된 배기 구멍 형성면(34a, 34b)에 대응한 경사면(즉, 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)으로부터 이간됨에 따라 하형(31)에 접근하도록 경사지는 경사면)으로 되어 있다.
이 본체부(41, 44, 41)는, 당해 본체부(41, 44, 41)의 기단(43, 46, 43)측에서 굽도리부(47)와 연결되어 있으며, 이들 본체부(41, 44, 41) 및 굽도리부(47)는 일체적으로 성형되어 있다. 또한, 흡기 포트 코어(40)의 본체부(41, 44, 41)의 기단(43, 46, 43)에 있어서는, 당해 흡기 포트 코어(40)에 의해 성형되는 흡기 포트 IP의 흡기 매니폴드와의 접속면이 형성된다. 본체부(41, 44, 41)끼리의 간격은, 내연 기관 EG의 실린더 C1, C2, C3에 대응하여, 실질적으로 등간격으로 배열되어 있다. 본 실시 형태의 흡기 포트 코어(40)에서는, 양단에 위치하는 본체부가 제1 본체부(41)로 되고, 잔여의 본체부인 중앙에 위치하는 본체부가 제2 본체부(44)로 되어 있다.
제1 본체부(41)(흡기 포트 코어(40)의 양단에 위치하는 본체부)는, 선단(42a, 42b)을 갖고 있으며, 당해 선단(42a, 42b)에 있어서, 챔버 인서트(32)의 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)과 접촉하고 있다(도 2 참조). 제1 본체부(41)의 각각의 선단(42a, 42b)에는, -Z 방향을 향해 돌출되는 한 쌍의 흡기측 제1 볼록부(421a, 421b)가 형성되어 있다.
흡기측 제1 볼록부(421a)는, 4개의 외부 측면(422a1, 422a2, 423a1, 423a2)과, 정상면(424a)을 갖고 있다. 흡기측 제1 볼록부(421b)는, 4개의 외부 측면(422b1, 422b2, 423b1, 423b2)과, 정상면(424b)을 갖고 있다. 외부 측면(422a1, 422a2, 422b1, 422b2)은, Y 방향에 대해서 실질적으로 평행인 측면이다. 한편, 외부 측면(423a1, 423a2, 423b1, 423b2)은, X 방향에 대해서 실질적으로 평행인 측면이다. 정상면(424a, 424b)은, 하방에 면하는 Z 방향에 대해서 수직인 면이다.
흡기측 제1 볼록부(421a)에 있어서, 외부 측면(422a1, 422a2)이 대향함과 함께, 외부 측면(423a1, 423a2)이 대향하고 있으며, 이들의 외부 측면(422a1, 422a2, 423a1, 423a2)이 정상면(424a)과 연속함으로써, 하방을 향해 돌출되는 직사각 형상의 볼록부가 형성된다. 마찬가지로, 흡기측 제1 볼록부(421b)에 있어서, 외부 측면(422b1, 422b2)이 대향함과 함께, 외부 측면(423b1, 423b2)이 대향하고 있으며, 이들 외부 측면(422b1, 422b2, 422b1, 422b2)이 정상면(424b)과 연속함으로써, 하방을 향해 돌출되는 직사각 형상의 볼록부가 형성된다. 본 실시 형태에 있어서의 「제1 본체부(41)」가 본 발명에 있어서의 「제1 본체부」의 일례에 상당하고, 본 실시 형태에 있어서의 「선단(42a, 42b)」이 본 발명에 있어서의 「본체부의 선단」의 일례에 상당하며, 본 실시 형태에 있어서의 「흡기측 제1 볼록부(421a, 421b)」가 본 발명에 있어서의 「제2 걸림 결합부」의 일례에 상당한다.
제2 본체부(44)(흡기 포트 코어(40)의 중앙에 위치하는 본체부)는, 선단(45a, 45b)을 갖고 있으며, 당해 선단(45a, 45b)에 있어서, 챔버 인서트(32)의 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)과 접촉하고 있다(도 2 참조). 이 제2 본체부(44)의 각각의 선단(45a, 45b)에는, 전술한 제1 본체부(41)의 선단(42a, 42b)에 형성된 흡기측 제1 볼록부(421a, 421b)와 마찬가지로, 흡기측 제1 볼록부(451a, 451b)가 형성되어 있다. 즉, 흡기측 제1 볼록부(451a)는, Y 방향에 대해서 실질적으로 평행인 측면인 외부 측면(452a1, 452a2)과, X 방향에 대해서 실질적으로 평행인 측면인 외부 측면(453a1, 453a2)을 갖고, 이들 외부 측면(452a1, 452a2, 453a1, 453a2)이 저면(454a)과 연속함으로써, 하방을 향해 돌출되는 직사각 형상의 볼록부이다. 또한, 마찬가지로, 흡기측 제1 볼록부(451b)는, Y 방향에 대해서 실질적으로 평행인 측면인 외부 측면(452b1, 452b2)과, X 방향에 대해서 실질적으로 평행인 측면인 외부 측면(453b1, 453b2)을 갖고, 이들 외부 측면(452b1, 452b2, 453b1, 453b2)이 저면(454b)과 연속함으로써, 하방을 향해 돌출되는 직사각 형상의 볼록부이다. 본 실시 형태에 있어서의 「제2 본체부(44)」가 본 발명에 있어서의 「제2 본체부」의 일례에 상당하고, 본 실시 형태에 있어서의 「선단(45a, 45b)」이 본 발명에 있어서의 「본체부의 선단」의 일례에 상당하며, 본 실시 형태에 있어서의 「흡기측 제1 볼록부(451a, 451b)」가 본 발명에 있어서의 「제6 걸림 결합부」의 일례에 상당한다.
또한, 제1 본체부(41)의 선단(42a)에 형성되는 흡기측 제1 볼록부(421a)와, 제2 본체부(44)의 선단(45a)에 형성되는 흡기측 제1 볼록부(451a)는, 이들 흡기측 제1 볼록부(421a, 451a)가 끼워 맞춤하는 흡기측 제1 오목부(331a, 331a)에 대한 위치가 서로 다른 점에서 상이하고, 마찬가지로, 제1 본체부(41)의 선단(42b)에 형성되는 흡기측 제1 볼록부(421b)와, 제2 본체부(44)의 선단(45b)에 형성되는 흡기측 제1 볼록부(451b)는, 이들 흡기측 제1 볼록부(421b, 451b)가 끼워 맞춤하는 흡기측 제1 오목부(331b, 331b)에 대한 위치가 서로 다른 점에서 상이하지만, 이에 대해서는 후에 상세히 설명한다.
굽도리부(47)는, 전술한 모형(35)과 우형(38a)의 사이에 끼움 지지되어 있다. 이 굽도리부(47)는, 주형(30) 내에 형성되는 캐비티 S의 측면(즉, 성형되는 실린더 헤드 CH의 측면)으로부터 돌출되어 있으며, 당해 굽도리부(47)가 하형(31) 및 우형(38a)에 지지됨으로써, 흡기 포트 코어(40)의 각 본체부(41, 44, 41)가 당해 캐비티 S 내에 지지된다.
굽도리부(47)는, 하면(48)에 있어서 모형(35)의 흡기 포트 코어 지지면(351a)과 접촉하고, 상면(49)에 있어서 우형(38a)의 흡기 포트 코어 압박면(381a)과 접촉하고 있다. 상면(49)은 경사면이며, 짧은 쪽 방향 단면으로 볼 때, 본체부의 선단으로부터 이간됨에 따라 하형(31)에 접근하도록 경사져 있다. 이 하면(48)과, 전술한 흡기 포트 코어 압박면(381a)은, 서로 대략 등구배로 경사지는 경사면으로 되어 있으며, 서로 밀접해 있다. 또한, 배기 포트 코어(50)에 있어서는, 상면(59)은, 짧은 쪽 방향 단면으로 볼 때, 본체부의 선단으로부터 이간됨에 따라 하형(31)에 접근하도록 경사지는 경사면으로 되어 있다. 하면(48)은, 대략 수평인 평탄면으로 되어 있으며, 당해 하면(48)에는, +Z 방향을 향해 함몰하는 흡기측 제2 오목부(481a, 481b)가 형성되어 있다.
흡기측 제2 오목부(481a)는, 4개의 내부 측면(482a1, 482a2, 483a1, 483a2)과, 저면(484a)을 갖고 있다. 흡기측 제2 오목부(481b)는, 4개의 내부 측면(482b1, 482b2, 483b1, 483b2)과, 저면(484b)을 갖고 있다. 내부 측면(482a1, 482a2, 482b1, 482b2)은, Y 방향에 대해서 실질적으로 평행인 측면이다. 한편, 내부 측면(483a1, 483a2, 483b1, 483b2)은, X 방향에 대해서 실질적으로 평행인 측면이다. 저면(484a, 484b)은, 하방에 면하는 Z 방향에 대해서 수직인 면이다.
흡기측 제2 오목부(481a)에 있어서, 내부 측면(482a1, 482a2)이 대향함과 함께, 내부 측면(483a1, 483a2)이 대향하고 있으며, 이들의 내부 측면(482a1, 482a2, 483a1, 483a2)이 저면(484a)과 연속함으로써, 하방으로 개구되는 직사각 형상의 오목부가 형성된다. 마찬가지로, 흡기측 제2 오목부(481b)에 있어서, 내부 측면(482b1, 482b2)이 대향함과 함께, 내부 측면(483b1, 483b2)이 대향하고 있으며, 이들 내부 측면(482b1, 482b2, 483b1, 483b2)이 저면(484b)과 연속함으로써, 하방으로 개구되는 직사각 형상의 오목부가 형성된다. 본 실시 형태에 있어서의 「굽도리부(47)」가 본 발명에 있어서의 「굽도리부」의 일례에 상당하고, 본 실시 형태에 있어서의 「하면(48)」이 본 발명에 있어서의 「굽도리부의 하면」의 일례에 상당하고, 본 실시 형태에 있어서의 「상면(49)」이 본 발명에 있어서의 「굽도리부의 상면」의 일례에 상당하며, 본 실시 형태에 있어서의 「흡기측 제2 오목부(481a, 481b)」가 본 발명에 있어서의 「제3 걸림 결합부」의 일례에 상당한다.
다음으로, 본 실시 형태의 실린더 헤드 주조 장치(1)의 작용에 대하여, 도 5 및 도 6a 내지 도 6d를 참조하면서, 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 하형에 포트 코어를 지지시킨 상태를 나타내는 평면도, 도 6a는 도 5의 VIA-VIA선을 따른 단면도, 도 6b는 도 5의 VIB-VIB선을 따른 단면도, 도 6c는 도 5의 VIC-VIC선을 따른 단면도, 도 6d는 도 5의 VID-VID선을 따른 단면도이다.
본 실시 형태의 실린더 헤드 주조 장치(1)에서는, 하형(31)에 의해 포트 코어(40, 50)를 지지시키면, 평면으로 볼 때 도 5에 도시한 바와 같은 위치 관계로 된다. 흡기 포트 코어(40) 중 도면 중 상방에 위치하는 제1 본체부(41)와 챔버 인서트(32)에 있어서, 당해 제1 본체부(41)의 선단(42a)에 형성된 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부의 한쪽의 흡기측 제1 볼록부(421a)는, 당해 흡기측 제1 볼록부(421a)에 대응하는 챔버 인서트(32)의 흡기 구멍 형성면(33a)에 형성된 쌍을 이루는 흡기측 제1 오목부의 한쪽의 흡기측 제1 오목부(331a)에 끼워 맞춤하고 있다. 또한, 제1 본체부(41)의 선단(42b)에 형성된 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부의 다른 쪽의 흡기측 제1 볼록부(421b)는, 당해 흡기측 제1 볼록부(421b)에 대응하는 챔버 인서트(32)의 흡기 구멍 형성면(33b)에 형성된 쌍을 이루는 흡기측 제1 오목부의 다른 쪽의 흡기측 제1 오목부(331b)에 끼워 맞춤하고 있다.
흡기측 제1 볼록부(421a)(즉, 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부(421a, 421b) 중 한쪽의 제1 볼록부)는, 평면으로 볼 때, 흡기측 제1 오목부(331a)(즉, 쌍을 이루는 흡기측 제1 오목부(331a, 331b) 중 한쪽의 제1 오목부)보다도 작은 외형으로 되어 있다. 또한, 이 흡기측 제1 볼록부(421a)는, 평면으로 볼 때, 그 중심이 흡기측 제1 오목부(331a)의 중심보다도 -X 방향으로 벗어나 형성되어 있다. 이와 관련하여, 본 명세서에 있어서, 「중심」이란, 평면 형상에 있어서의 무게 중심에 상당하는 점을 나타낸다.
한편, 흡기측 제1 볼록부(421b)(즉, 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부(421a, 421b) 중 다른 쪽의 제1 볼록부)는, 평면으로 볼 때, 흡기측 제1 오목부(331b)(즉, 쌍을 이루는 흡기측 제1 오목부(331a, 331b) 중 한쪽의 제1 오목부)보다도 작은 외형으로 되어 있다. 또한, 이 흡기측 제1 볼록부(421b)는, 평면으로 볼 때, 그 중심이 흡기측 제1 오목부(331b)의 중심보다도 +X 방향으로 벗어나 형성되어 있다.
이와 같이, 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부(421a, 421b)는, 각각의 흡기측 제1 볼록부(421a, 421b)가 끼워 맞춤하는 흡기측 제1 오목부(331a, 331b)에 대해서, X 방향(즉, 크랭크 샤프트 CS의 축 방향에 대해서 실질적으로 수직인 방향)에 있어서 서로 이반하도록 설치되어 있다. 그리고, 한쪽의 흡기측 제1 볼록부(421a) 및 흡기측 제1 오목부(331a)에 있어서, Y 방향(즉, 크랭크 샤프트 CS의 축 방향)에 대해서 실질적으로 평행인 면의 한쪽 면인 측면(422a1, 332a1)이 접촉하고, 다른 쪽의 흡기측 제1 볼록부(421b) 및 흡기측 제1 오목부(331b)에 있어서, Y 방향에 대해서 실질적으로 평행인 면의 다른 쪽 면인 측면(422b2, 332b2)이 접촉하고 있다. 이 결과, 서로 접촉하는 흡기 포트 코어(40)의 선단(42a, 42b)과 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)에서는, 당해 흡기 포트 코어(40)의 X 방향에 있어서의 미동이 규제된다.
본 실시 형태에 있어서의 「내부 측면(332a1, 332b2)」이 본 발명에 있어서의 「제1 걸림 결합부의 접촉면」의 일례에 상당하고, 「외부 측면(422a1, 422b2)」이 본 발명에 있어서의 「제2 걸림 결합부의 접촉면」의 일례에 상당한다.
또한, 도 6a에 도시한 바와 같이, 서로 끼워 맞춤되는 흡기측 제1 볼록부(421a)와 흡기측 제1 오목부(331a)에 있어서, 당해 흡기측 제1 볼록부(421a)의 높이는, 당해 흡기측 제1 오목부(331a)의 깊이보다도 작은 값으로 되어 있다. 즉, 흡기측 제1 볼록부(421a)는, 그 정상면(424a)이 흡기측 제1 오목부(331a)의 저면(334a)과 접촉하지 않고, 당해 흡기측 제1 오목부(331a)에 헐겁게 끼워져 있다. 마찬가지로, 도 6b에 도시한 바와 같이, 서로 끼워 맞춤되는 흡기측 제1 볼록부(421b)와 흡기측 제1 오목부(331b)에 있어서, 당해 흡기측 제1 볼록부(421b)의 높이는, 당해 흡기측 제1 오목부(331b)의 깊이보다도 작은 값으로 되어 있다. 즉, 흡기측 제1 볼록부(421b)는, 그 정상면(424b)이 흡기측 제1 오목부(331b)의 저면(334b)과 접촉하지 않고, 당해 흡기측 제1 오목부(331b)에 헐겁게 끼워져 있다.
이와 같이, 흡기측 제1 볼록부(421a, 421b)를 흡기측 제1 오목부(331a, 331b)에 헐겁게 끼움으로써, 용탕 L을 주입한 후의, 주형(30)을 구성하는 재료의 열 팽창 계수와 흡기 포트 코어(40)를 구성하는 재료의 열 팽창 계수의 차에 기인한, 당해 흡기 포트 코어(40)의 파괴가 억제된다. 즉, 용탕 L을 캐비티 S 내에 주입하면, 당해 용탕 L에 면하는 주형(30)과 흡기 포트 코어(40)가 가열되어 팽창한다. 이때, 주형(30)과 흡기 포트 코어(40)에서 열 팽창의 정도에 차가 발생하기 때문에, 당해 급기 포트 코어(40)가 압궤될 우려가 있다. 이에 반하여, 본 실시 형태와 같이, 흡기측 제1 볼록부(421a, 421b)를 흡기측 제1 오목부(331a, 331b)에 헐겁게 끼움으로써, 당해 흡기측 제1 볼록부(421a) 및 흡기측 제1 오목부(331a) 사이, 및 당해 흡기측 제1 볼록부(421b) 및 흡기측 제1 오목부(331b) 사이에 릴리프값이 확보된다. 이 릴리프값에 열 팽창한 주형(30) 및 흡기 포트 코어(40)가 들어가고, 흡기 포트 코어(40)의 파괴가 억제된다.
도 5로 되돌아가서, 흡기 포트 코어(40) 중 도면 중 하방에 위치하는 제1 본체부(41)와 챔버 인서트(32)에 있어서도, 전술과 마찬가지로, 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부의 한쪽의 흡기측 제1 볼록부(421a)의 외부 측면(422a1)과, 쌍을 이루는 흡기측 제1 오목부의 한쪽의 흡기측 제1 오목부(331a)의 내부 측면(332a1)이 서로 접촉하고, 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부의 다른 쪽의 흡기측 제1 볼록부(421b)의 외부 측면(422b2)과, 쌍을 이루는 흡기측 제1 오목부의 다른 쪽의 흡기측 제1 오목부(331b)의 내부 측면(332b2)이 서로 접촉하고 있다. 이 결과, 흡기 포트 코어(40)의 양단에 위치하는 제1 본체부(41)의 선단(42a, 42b)과 챔버 인서트(32)의 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)에 있어서, 당해 흡기 포트 코어(40)의 X 방향에 있어서의 미동이 규제된다. 이 하방에 위치하는 제1 본체부(41)와 챔버 인서트(32)에 있어서도, 흡기측 제1 볼록부(421a, 421b)는, 흡기측 제1 오목부(331a, 331b)에 헐겁게 끼워져 있다.
이에 반하여, 흡기 포트 코어(40) 중 제2 본체부(44)와 챔버 인서트(32)에 있어서는, 당해 제2 본체부(44)의 선단(45a)에 형성된 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부의 한쪽의 흡기측 제1 볼록부(451a)는, 당해 흡기측 제1 볼록부(451a)에 대응하는 챔버 인서트(32)의 흡기 구멍 형성면(33a)에 형성된 쌍을 이루는 흡기측 제1 오목부의 한쪽의 흡기측 제1 오목부(331a)에 끼워 맞춤하고 있다. 또한, 제2 본체부(44)의 선단(45b)에 형성된 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부의 다른 쪽의 흡기측 제1 볼록부(451b)는, 당해 흡기측 제1 볼록부(451b)에 대응하는 챔버 인서트(32)의 흡기 구멍 형성면(33b)에 형성된 쌍을 이루는 흡기측 제1 오목부의 다른 쪽의 흡기측 제1 오목부(331b)에 끼워 맞춤하고 있다.
흡기측 제1 볼록부(451a)(즉, 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부(451a, 451b) 중 한쪽의 제1 볼록부)는, 평면으로 볼 때, 흡기측 제1 오목부(331a)(즉, 쌍을 이루는 흡기측 제1 오목부(331a, 331b) 중 한쪽의 제1 오목부)보다도 작은 외형으로 되어 있다. 또한, 이 흡기측 제1 볼록부(451a)는, 평면으로 볼 때, 그 중심이 흡기측 제1 오목부(331a)의 중심보다도 -Y 방향으로 벗어나 형성되어 있다.
한편, 흡기측 제1 볼록부(451b)(즉, 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부(451a, 451b) 중 다른 쪽의 제1 볼록부)는, 평면으로 볼 때, 흡기측 제1 오목부(331b)(즉, 쌍을 이루는 흡기측 제1 오목부(331a, 331b) 중 한쪽의 제1 오목부)보다도 작은 외형으로 되어 있다. 또한, 이 흡기측 제1 볼록부(451b)는, 평면으로 볼 때, 그 중심이 흡기측 제1 오목부(331b)의 중심보다도 +Y 방향으로 벗어나 형성되어 있다.
이와 같이, 도 6c에 도시한 바와 같이, 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부(451a, 451b)는, 각각의 흡기측 제1 볼록부가 끼워 맞춤하는 흡기측 제1 오목부(331a, 331b)에 대해서, Y 방향에 있어서 서로 접근하도록 설치되어 있다. 그리고, 한쪽의 흡기측 제1 볼록부(451a) 및 흡기측 제1 오목부(331a)에 있어서, X 방향에 대해서 실질적으로 평행인 면의 한쪽 면인 측면(453a1, 333a1)이 접촉하고, 다른 쪽의 흡기측 제1 볼록부(451b) 및 흡기측 제1 오목부(331b)에 있어서, X 방향에 대해서 실질적으로 평행인 면의 다른 쪽 면인 측면(453b2, 333b2)이 접촉하고 있다. 이 결과, 제2 본체부(44)의 선단(45a, 45b)이 진동하는 것을 억제하고 있다. 즉, 제2 본체부(44)는, 기단(46)측이 고정단으로 되고, 선단(45a, 45b)측이 자유단으로 된 X 방향을 따라 연장되는 부재이지만, 그 선단(45a, 45b)에 있어서 진동하기 쉬운 구조로 되어 있다. 즉, 제2 본체부(44)의 연장 방향(X 방향)에서의 신축을 규제하는 것보다도, 당해 제2 본체부(44)의 Y 방향을 따른 가로 흔들림(진동)을 규제함으로써, 성형되는 흡기 포트 IP의 치수 정밀도의 향상이 보다 도모된다.
본 실시 형태에 있어서의 「내부 측면(333a1, 333b2)」이 본 발명에 있어서의 「제5 걸림 결합부의 접촉면」의 일례에 상당하고, 「외부 측면(453a1, 453b2)」이 본 발명에 있어서의 「제6 걸림 결합부의 접촉면」의 일례에 상당한다.
또한, 서로 끼워 맞춤되는 흡기측 제1 볼록부(451a)와 흡기측 제1 오목부(331a)에 있어서, 당해 흡기측 제1 볼록부(451a)의 높이는, 당해 흡기측 제1 오목부(331a)의 깊이보다도 작은 값으로 되어 있다. 즉, 흡기측 제1 볼록부(451a)는, 그 저면(454a)이 흡기측 제1 오목부(331a)의 저면(334a)과 접촉하지 않고, 당해 흡기측 제1 오목부(331a)에 헐겁게 끼워져 있다. 마찬가지로, 서로 끼워 맞춤되는 흡기측 제1 볼록부(451b)와 흡기측 제1 오목부(331b)에 있어서, 당해 흡기측 제1 볼록부(451b)의 높이는, 당해 흡기측 제1 오목부(331b)의 깊이보다도 작은 값으로 되어 있다. 즉, 흡기측 제1 볼록부(451b)는, 그 저면(454b)이 흡기측 제1 오목부(331b)의 저면(334b)에 접촉하지 않고, 당해 흡기측 제1 오목부(331b)에 헐겁게 끼워져 있다.
이와 같이, 흡기측 제1 볼록부(451a, 451b)를 흡기측 제1 오목부(331a, 331b)에 헐겁게 끼움으로써, 전술한 흡기측 제1 볼록부(421a, 421b)를 흡기측 제1 오목부(331a, 331b)에 헐겁게 끼우는 경우와 마찬가지로, 용탕 L을 주입한 후의, 주형(30)을 구성하는 재료의 열 팽창 계수와 흡기 포트 코어(40)를 구성하는 재료의 열 팽창 계수의 차에 기인한, 당해 흡기 포트 코어(40)의 파괴가 억제된다.
도 5로 되돌아가서, 흡기 포트 코어(40)의 굽도리부(47)와 모형(35)에 있어서는, 당해 모형(35)의 흡기 포트 코어 지지면(351a)에 형성된 쌍을 이루는 흡기측 제2 볼록부의 한쪽의 흡기측 제2 볼록부(352a)는, 당해 흡기측 제2 볼록부(352a)에 대응하는 굽도리부(47)의 하면(48)에 형성된 쌍을 이루는 흡기측 제2 오목부의 한쪽의 흡기측 제2 오목부(481a)에 끼워 맞춤하고 있다. 또한, 모형(35)의 흡기 포트 코어 지지면(351a)에 형성된 쌍을 이루는 흡기측 제2 볼록부의 다른 쪽의 흡기측 제2 볼록부(352b)는, 당해 흡기측 제2 볼록부(352b)에 대응하는 굽도리부(47)의 하면(48)에 형성된 쌍을 이루는 흡기측 제2 오목부의 다른 쪽의 흡기측 제2 오목부(481b)에 끼워 맞춤하고 있다.
흡기측 제2 볼록부(352a)(즉, 쌍을 이루는 흡기측 제2 볼록부(352a, 352b) 중 한쪽의 제2 볼록부)는, 평면으로 볼 때, 흡기측 제2 오목부(481a)(즉, 쌍을 이루는 흡기측 제2 오목부(481a, 481b) 중 한쪽의 제2 오목부)보다도 작은 외형으로 되어 있다. 또한, 이 흡기측 제2 볼록부(352a)는, 평면으로 볼 때, 그 중심이 흡기측 제2 오목부(481a)의 중심보다도 -Y 방향으로 벗어나 형성되어 있다.
이에 반하여, 흡기측 제2 볼록부(352b)(즉, 쌍을 이루는 흡기측 제2 볼록부(352a, 352b) 중 다른 쪽의 제2 볼록부)는, 평면으로 볼 때, 흡기측 제2 오목부(481b)(즉, 쌍을 이루는 흡기측 제2 오목부(481a, 481b) 중 다른 쪽의 제2 오목부)보다도 작은 외형으로 되어 있다. 또한, 이 흡기측 제2 볼록부(352b)는, 평면으로 볼 때, 그 중심이 흡기측 제2 오목부(481b)의 중심보다도 +Y 방향으로 벗어나 형성되어 있다.
이와 같이, 도 6d에 도시한 바와 같이, 쌍을 이루는 흡기측 제2 볼록부(352a, 352b)는, 각각의 흡기측 제2 볼록부가 끼워 맞춤하는 흡기측 제2 오목부(481a, 481b)에 대하여, Y 방향에 있어서 서로 접근하도록 설치되어 있다. 그리고, 한쪽의 흡기측 제2 볼록부(352a) 및 흡기측 제2 오목부(481a)에 있어서, X 방향에 대해서 실질적으로 평행인 면의 한쪽 면인 측면(354a1, 483a1)이 접촉하고, 다른 쪽의 흡기측 제2 볼록부(352b) 및 흡기측 제2 오목부(481b)에 있어서, X 방향에 대해서 실질적으로 평행인 면의 다른 쪽 면인 측면(354b2, 483b2)이 접촉하고 있다. 이 결과, 서로 접촉하는 흡기 포트 코어(40)의 하면(48)과 흡기 포트 코어 지지면(351a)에서는, 당해 흡기 포트 코어(40)의 Y 방향에 있어서의 미동이 규제된다.
본 실시 형태에 있어서의 「내부 측면(483a1, 483b2)」이 본 발명에 있어서의 「제3 걸림 결합부의 접촉면」의 일례에 상당하고, 「외부 측면(354a1, 354b2)」이 본 발명에 있어서의 「제4 걸림 결합부의 접촉면」의 일례에 상당한다.
또한, 서로 끼워 맞춤되는 흡기측 제2 볼록부(352a)와 흡기측 제2 오목부(481a)에 있어서, 당해 흡기측 제2 볼록부(352a)의 높이는, 당해 흡기측 제2 오목부(481a)의 깊이보다도 작은 값으로 되어 있다. 즉, 흡기측 제2 볼록부(352a)는, 그 정상면(355a)가 흡기측 제2 오목부(481a)의 저면(484a)과 접촉하지 않고, 당해 흡기측 제2 오목부(481a)에 헐겁게 끼워져 있다. 마찬가지로, 서로 끼워 맞춤되는 흡기측 제2 볼록부(352b)와 흡기측 제2 오목부(481b)에 있어서, 당해 흡기측 제2 볼록부(352b)의 높이는, 당해 흡기측 제2 오목부(481b)의 깊이보다도 작은 값으로 되어 있다. 즉, 흡기측 제2 볼록부(352b)는, 그 정상면(355b)이 흡기측 제2 오목부(481b)의 저면(484b)과 접촉하지 않고, 당해 흡기측 제2 오목부(481b)에 헐겁게 끼워져 있다.
이와 같이, 흡기측 제2 볼록부(352a, 352b)를 흡기측 제2 오목부(481a, 481b)에 헐겁게 끼움으로써, 전술한 흡기측 제1 볼록부(421a, 421b)를 흡기측 제1 오목부(331a, 331b)에 헐겁게 끼우는 경우와 마찬가지로, 용탕 L을 주입한 후의, 주형(30)을 구성하는 재료의 열 팽창 계수와 흡기 포트 코어(40)를 구성하는 재료의 열 팽창 계수의 차에 기인한, 당해 흡기 포트 코어(40)의 파괴가 억제된다.
흡기 포트 코어(40)의 굽도리부(47)와 우형(38a)에 있어서는, 경사면으로 된 당해 굽도리부(47)의 상면(49)이, 당해 상면(49)에 대응하는 경사면으로 되는 당해 우형(38a)의 흡기 포트 코어 압박면(381a)과 접촉하고 있다(도 2 참조). 우형(38a)의 이 흡기 포트 코어 압박면(381a)이 상면(49)을 하방(즉, 모형(35)의 흡기 포트 코어 지지면(351a) 측)에 압박함으로써, Z 방향(즉, 내연 기관 EG의 실린더 C의 축 방향)에 있어서의 흡기 포트 코어(40)의 미동이 규제된다.
또한, 배기 포트 코어(50)에 대해서는, 전술한 바와 같이, 흡기 포트 코어(40)를 경영 대칭으로 하면, 당해 흡기 포트 코어(40)와 다소의 형상의 차이는 있지만, 기본적인 구조는 동일하기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다. 이와 관련하여, 실린더 헤드 주조 장치(1)에 있어서는, 이 배기 포트 코어(50)에서도, 전술한 흡기 포트 코어(40)의 경우와 마찬가지의 작용을 얻을 수 있다.
다음으로, 본 실시 형태에 따른 실린더 헤드 주조 장치(1)를 사용한 실린더 헤드 CH의 주조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 도 7a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 실린더 헤드의 주조 방법을 나타내는 공정도, 도 7b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코어 지지 공정(그 1)을 설명하기 위한 단면도, 도 7c는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코어 지지 공정(그 2)을 설명하기 위한 단면도, 도 7d는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 코어 지지 공정(그 3)을 설명하기 위한 단면도이다.
본 실시 형태의 실린더 헤드 CH의 주조 방법은, 도 7a에 도시한 바와 같이, 준비 공정 S1과, 포트 코어 지지 공정 S2와, 형 체결 공정 S3과, 용탕 주입 공정 S4와, 형 개방 공정 S5와, 모래 빼기 공정 S6을 구비하고 있다. 본 실시 형태에 있어서의 「준비 공정 S1」이 본 발명에 있어서의 「준비 공정」의 일례에 상당하고, 본 실시 형태에 있어서의 「포트 코어 지지 공정 S2」가 본 발명에 있어서의 「코어 지지 공정」의 일례에 상당하며, 본 실시 형태에 있어서의 「용탕 주입 공정 S4」가 본 발명에 있어서의 「용탕 주입 공정」의 일례에 상당한다.
우선, 준비 공정 S1에 있어서, 본 실시 형태의 주형(30) 및 코어(40, 50, 60, 70)를 준비한다. 그리고, 준비 공정 S1에 있어서 준비한 모형(35)의 돌기(363)를, 플래튼(12)의 홈(121a)에 걸림 결합해서 당해 모형(35)을 고정한다. 그리고, 플래튼(12)에 고정된 모형(35)의 끼워 맞춤 홈(361)에 챔버 인서트(32)를 끼워 맞춤시킨다. 또한, 챔버 인서트(32)는, 모형(35)을 플래튼(12)에 고정하기 전에, 미리 끼워 맞춤시키고 있어도 된다. 그리고, 모형(35)의 재킷 코어 지지 홈(362)에 재킷 코어(60)을 장전한다.
계속해서, 포트 코어 지지 공정 S2에 있어서, 흡기 및 배기 포트 코어(40, 50)를 주형(30)에 지지시킨다. 여기에서는, 흡기 포트 코어(40)를 주형(30)에 지지하는 공정에 대하여 설명한다. 우선, 도 7b에 도시한 바와 같이, 흡기 포트 코어(40)의 각 본체부의 선단을 챔버 인서트(32)의 흡기 구멍 형성면에 맞닿게 한다. 흡기 포트 코어(40)의 양단에 위치하는 제1 본체부(41)의 선단(42a, 42b)과 챔버 인서트(32)의 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)에 있어서는, 선단(42a)에 형성된 흡기측 제1 볼록부(421a)가 흡기 구멍 형성면(33a)에 형성된 흡기측 제1 오목부(331a)에 들어감과 함께, 선단(42b)에 형성된 흡기측 제1 볼록부(421b)가 흡기 구멍 형성면(33b)에 형성된 흡기측 제1 오목부(331b)에 들어간다. 또한, 흡기 포트 코어(40)의 중앙에 위치하는 제2 본체부(44)의 선단(45a, 45b)과 챔버 인서트(32)의 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)에 있어서도, 전술과 마찬가지로, 흡기측 제1 볼록부(451a)가 흡기측 제1 오목부(331a)에 들어가고, 흡기측 제1 볼록부(451b)가 흡기 구멍 형성면(33b)에 형성된 흡기측 제1 오목부(331b)에 들어간다.
그리고, 도 7c에 도시한 바와 같이, 당해 흡기 포트 코어(40)의 굽도리부(47)의 하면(48)을 모형(35)의 흡기 포트 코어 지지면(351a)에 맞닿게 한다. 굽도리부(47)의 하면(48)과 모형(35)의 흡기 포트 코어 지지면(351a)에 있어서는, 흡기 포트 코어 지지면(351a)에 형성된 흡기측 제2 볼록부(352a)가 하면(48)에 형성된 흡기측 제2 오목부(481a)에 들어감과 함께, 흡기측 제2 볼록부(352b)가 흡기측 제2 오목부(481b)에 들어간다. 그리고, 굽도리부(47)의 하면(48)을 모형(35)의 흡기 포트 코어 지지면(351a)에 압박함으로써, 흡기 제2 볼록부(352a)의 외부 측면(354a1)과 흡기측 제2 오목부(481a)의 내부 측면(483a1)이 서로 접촉하도록, 당해 흡기측 제2 볼록부(352a)가 당해 흡기측 제2 오목부(481a)에 끼워 맞춤한다(도 5 및 도 6d 참조). 또한, 마찬가지로, 흡기측 제2 볼록부(352b)의 외부 측면(354b2)과 흡기측 제2 오목부(481b)의 내부 측면(483b2)이 서로 접촉하도록, 당해 흡기측 제2 볼록부(352b)가 당해 흡기측 제2 오목부(481b)에 끼워 맞춤한다(도 5 및 도 6d 참조). 이에 의해, Y 방향(즉, 크랭크 샤프트 CS의 축 방향과 실질적으로 평행인 방향)에 있어서의 흡기 포트 코어(40)의 미동이 규제된다.
전술한 Y 방향에 있어서의 흡기 포트 코어(40)의 위치 결정이 행해지는 것에 맞춰서, 각 본체부의 선단과 챔버 인서트(32)의 흡기 구멍 형성면에 있어서도, 당해 흡기 포트 코어(40)의 위치 결정이 행해진다. 즉, 제1 본체부(41)에 있어서는, 흡기측 제1 볼록부(421a)의 외부 측면(422a1)과 흡기측 제1 오목부(331a)의 내부 측면(332a1)이 서로 접촉하도록, 당해 흡기측 제1 볼록부(421a)가 당해 흡기측 제1 오목부(331a)에 끼워 맞춤한다(도 5 및 도 6a). 또한, 마찬가지로, 흡기측 제1 볼록부(421b)의 외부 측면(422b2)과, 흡기측 제1 오목부(331b)의 내부 측면(332b2)이 서로 접촉하도록, 당해 흡기측 제1 볼록부(421b)가 당해 흡기측 제1 오목부(331b)에 끼워 맞춤한다(도 5 및 도 6b). 이에 의해, X 방향(즉, 크랭크 샤프트 CS의 축 방향과 실질적으로 수직인 방향)에 있어서의 흡기 포트 코어(40)의 미동이 규제된다. 또한, 제2 본체부(44)에서는, 서로 끼워 맞춤하는 한쪽의 흡기측 제1 볼록부(451a) 및 흡기측 제1 오목부(331a)에 있어서 한쪽의 측면(453a1, 333a1)이 접촉하고, 서로 끼워 맞춤하는 다른 쪽의 흡기측 제1 볼록부(451b) 및 흡기측 제1 오목부(331b)에 있어서 다른 쪽의 측면(453b2, 333b2)이 접촉함으로써, 당해 제2 본체부(44)의 진동이 억제된다. 이상에 의해, 흡기 포트 코어(40)가, 평면으로 볼 때 하형(31) 위의 소정 위치에 지지된다.
계속해서, 도 7d에 도시한 바와 같이, 주형(30)의 좌우형(38a, 38b) 및 전후형(39a, 39b)을 조합한다. 우형(38a)을 저장 위치로부터 형 체결 위치(즉, -X 방향)를 향해 이동시키면, 당해 우형(38a)의 흡기 포트 코어 압박면(381a)이 굽도리부(47)의 상면(49)과 서로 접촉한다. 상면(49) 및 흡기 포트 코어 압박면(381a)은, 본체부의 선단으로부터 이간됨에 따라 하형(31)에 접근하도록 경사지는 경사면이기 때문에, 우형(38a)의 -X 방향을 향하는 이동에 의해, 흡기 포트 코어 압박면(381a)이 접촉하는 굽도리부(47)를 하방(즉, 하형(31)측)에 압박하고, Z 방향(즉, 내연 기관 EG의 실린더 C의 축 방향)에 있어서의 흡기 포트 코어(40)의 위치 결정이 행해진다. 이상에 의해, 흡기 포트 코어(40)가, 주형(30) 내에 있어서의 소정 위치에 지지된다. 또한, 흡기 포트 코어(40)를 지지하는 데 맞춰서, 배기 포트 코어(50)도 주형(30) 내에 지지한다. 이 배기 포트 코어(50)는, 전술한 흡기 포트 코어(40)를 지지하는 공정과 마찬가지의 공정에 의해, 주형(30) 내의 소정 위치에 지지된다.
포트 코어 지지 공정 S2의 후, 톱 코어(70)를 주형(30) 내에 장전하고, 상형(37)을 조합한다. 계속해서, 형 체결 공정 S3에 있어서, 주형(30)의 하형(31), 상형(37), 좌우형(38a, 38b), 및 전후형(39a, 39b)에 의한 형 체결이 이루어지고, 당해 주형(30)의 내부에 캐비티 S가 획정된다. 계속해서, 용탕 주입 공정 S4에 있어서, 캐비티 S 내에 용탕 L을 주입한다. 용탕 L이 응고한 후, 형 개방 공정 S5에 있어서, 가압 장치(13 내지 17)를 구동시켜 각 주형(37, 38a, 38b, 39a, 39b)을 형 체결 위치로부터 이간된 저장 위치로 되돌아가서, 주형(30)의 형 개방을 행한다. 계속해서, 모래 빼기 공정 S6에 있어서, 각 코어(40, 50, 60, 70)의 모래 빼기를 행함으로써, 실린더 헤드 CH를 얻을 수 있다.
본 실시 형태의 실린더 헤드 주조 장치(1) 및 실린더 헤드의 주조 방법은, 이하의 효과를 발휘한다.
(1) 본 실시 형태에서는, 흡기 포트 코어(40)의 본체부(41, 44, 41)의 선단(42, 45, 42)을 챔버 인서트(32)의 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)에 접촉시키고, 당해 흡기 포트 코어(40)의 굽도리부(47)의 하면(48)을 모형(35)의 흡기 포트 코어 지지면(351a)에 접촉시키며, 당해 굽도리부(47)의 상면(49)을 우형(38a)의 흡기 포트 코어 압박면(381a)에 접촉시킨 상태에서, 당해 흡기 포트 코어(40)를 지지한다. 이에 의해, 흡기 포트 코어(40)의 미동이 규제되고, 당해 흡기 포트 코어(40)의 위치 결정 정밀도의 저하가 억제된다.
(2) 또한, 본 실시 형태에서는, 흡기 포트 코어(40)의 제1 본체부(41)의 선단(42a, 42b) 및 챔버 인서트(32)의 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)에 있어서, 당해 선단(42a, 42b)에 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부(421a, 421b)가 형성되고, 당해 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)에 당해 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부(421a, 421b)와 각각 헐겁게 끼우는 쌍을 이루는 흡기측 제1 오목부(331a, 331b)가 형성되어 있다. 그리고, 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부의 한쪽의 흡기측 제1 볼록부(421a)의 외부 측면(422a1)과, 당해 흡기측 제1 볼록부(421a)에 대응하는 흡기측 제1 오목부(331a)의 내부 측면(332a1)이, Y 방향에 대해서 실질적으로 평행(즉, 크랭크 샤프트 CS의 축 방향에 대해서 실질적으로 평행)인 면의 한쪽에 있어서 접촉하고, 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부의 다른 쪽의 흡기측 제1 볼록부(421b)의 외부 측면(422b2)과, 당해 흡기측 제1 볼록부(421b)에 대응하는 흡기측 제1 오목부(331b)의 내부 측면(332b2)이, Y 방향에 대해서 실질적으로 평행인 면의 다른 쪽에 있어서 접촉하는 상태에서, 제1 본체부(41)를 캐비티 S 내에 지지함으로써, 흡기 포트 코어(40)의 X 방향(즉, 크랭크 샤프트 CS의 축 방향에 대해서 실질적으로 수직인 방향)에 있어서의 미동이 규제되고, 당해 흡기 포트 코어(40)의 위치 결정 정밀도의 저하가 더 억제된다.
(3) 또한, 본 실시 형태에서는, 흡기 포트 코어(40)의 굽도리부(47)의 하면(48) 및 모형(35)의 흡기 포트 코어 지지면(351a)에 있어서, 당해 흡기 포트 코어 지지면(351a)에 쌍을 이루는 흡기측 제2 볼록부(352a, 352b)가 형성되고, 하면(48)에 당해 쌍을 이루는 흡기측 제2 볼록부(352a, 352b)와 각각 헐겁게 끼우는 흡기측 제2 오목부(481a, 481b)가 형성되어 있다. 그리고, 쌍을 이루는 흡기측 제2 볼록부의 한쪽의 흡기측 제2 볼록부(352a)의 외부 측면(354a1)과, 당해 흡기측 제2 볼록부(352a)에 대응하는 흡기측 제2 오목부(481a)의 내부 측면(483a1)이, X 방향에 대해서 실질적으로 평행(즉, 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해서 실질적으로 수직)인 면의 한쪽에 있어서 접촉하고, 쌍을 이루는 흡기측 제2 볼록부의 다른 쪽의 흡기측 제2 볼록부(352b)의 외부 측면(354b2)과, 당해 흡기측 제2 볼록부(352b)에 대응하는 흡기측 제2 오목부(481b)의 내부 측면(483b2)이, X 방향에 대해서 실질적으로 평행인 면의 다른 쪽에 있어서 접촉하는 상태에서, 굽도리부(47)를 주형(30)에 의해 지지함으로써, 흡기 포트 코어(40)의 Y 방향(즉, 크랭크 샤프트 CS의 축 방향에 대해서 실질적으로 평행인 방향)에 있어서의 미동이 규제되고, 당해 흡기 포트 코어(40)의 위치 결정 정밀도의 저하가 더 억제된다.
(4) 또한, 본 실시 형태에서는, 내연 기관 EG는 3기통형 내연 기관이며, 당해 내연 기관 EG의 실린더 C 중 양단에 위치하는 실린더 C1, C3에 대응하는 본체부는, 제1 본체부(41)로 되고, 잔여의 실린더 C2에 대응하는 본체부(즉, 여기에서는 제1 본체부(41) 이외의 본체부)는, 제2 본체부(44)로 되어 있다. 그리고, 제2 본체부(44)의 선단(45a, 45b) 및 챔버 인서트(32)의 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)에 있어서, 당해 선단(45a, 45b)에 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부(451a, 451b)가 형성되고, 당해 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)에 당해 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부(451a, 451b)와 각각 헐겁게 끼우는 쌍을 이루는 흡기측 제1 오목부(331a, 331b)가 형성되어 있다. 이 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부의 한쪽의 흡기측 제1 볼록부(451a)의 외부 측면(453a1)과, 당해 흡기측 제1 볼록부(451a)에 대응하는 흡기측 제1 오목부(331a)의 내부 측면(333a1)이, X 방향에 대해서 실질적으로 평행(즉, 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해서 실질적으로 수직)인 면의 한쪽에 있어서 접촉하고, 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부의 다른 쪽의 흡기측 제1 볼록부(451b)의 외부 측면(453b2)과, 당해 흡기측 제1 볼록부(451b)에 대응하는 흡기측 제1 오목부(331b)의 내부 측면(333b2)이, X 방향에 대해서 실질적으로 평행인 면의 다른 쪽에 있어서 접촉하는 상태에서, 제2 본체부(44)를 캐비티 S 내에 지지함으로써, 제1 본체부(41)에 의해 흡기 포트 코어(40)의 X 방향(즉, 크랭크 샤프트 CS의 축 방향에 대해서 실질적으로 수직인 방향)에 있어서의 미동이 규제됨과 함께, 제2 본체부(44)가 진동하는 것을 억제할 수 있다.
(5) 또한, 배기 포트 코어(50)를 지지하는 경우에 있어서도, 본 실시 형태의 실린더 헤드 주조 장치(1) 및 실린더 헤드의 주조 방법에 의해, 전술한 흡기 포트 코어(40)와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
(6) 또한, 본 실시 형태의 실린더 헤드 주조 장치(1) 및 실린더 헤드의 주조 방법을 이용함으로써 이들에 의해 성형된 실린더 헤드 CH를 갖는 내연 기관 EG의 연비의 향상이 도모된다. 즉, 본 실시 형태의 실린더 헤드 주조 장치(1) 및 실린더 헤드의 주조 방법에 의해 성형된 실린더 헤드 CH의 흡기 및 배기 포트 IP, EP는, 높은 정밀도의 위치 결정이 행해진 흡기 및 배기 포트 코어(40, 50)에 대응하여 양호한 치수 정밀도를 갖고 있다. 이로 인해, 예를 들어 흡기 및 배기 포트 IP, EP에 있어서의 흡기 및 배기 매니폴드와의 접속부에 있어서, 위치 어긋남에 의한 단차가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 흡기 포트 IP 내를 흘러내리는 흡입 혼합기의 흐름이나, 배기 포트 EP 내를 흘러내리는 배기의 흐름이 단차에 의해 혼란되는 것을 억제하고, 나아가서는, 내연 기관 EG의 연비의 향상이 도모된다.
(7) 또한, 흡기 포트 IP에 있어서는, 당해 흡기 포트 IP 내의 체적의 이론값(설계값)에 기초하여, 당해 이론값에 대하여 스토이키 근방으로 되는 소정량의 연료가 연료 분사 밸브로부터 분사되지만, 이 흡기 포트 IP 내의 실체적이 전술한 이론값과 상이한 값이면, 흡기 포트 IP 내의 흡입 혼합기에 있어서의 실공연비가 이론 공연비로부터 벗어나 버리고, 나아가서는, 내연 기관 EG의 연비를 악화시킬 우려가 있다. 이에 반하여, 본 실시 형태에서는, 흡기 포트 코어(40)를 높은 정밀도로 위치 결정함으로써, 성형되는 흡기 포트 IP의 실체적을 이론값에 보다 근접시킬 수 있으며, 나아가서는, 내연 기관 EG의 연비의 악화를 억제할 수 있다.
(8) 또한, 배기 포트 EP에 있어서는, 당해 배기 포트 EP 내의 체적의 이론값에 기초하여, 스토이키 근방에 있어서 배기를 정화하는 배기 촉매가 설치되지만, 이 배기 포트 EP 내의 실체적이 전술한 이론값과 상이한 값이면, 배기 포트 EP 내로 흘러내리는 배기량이 이론값으로부터 벗어나 버리고, 나아가서는, 배기 촉매의 배기 정화 능력을 악화시킬 우려가 있다. 이에 반하여, 본 실시 형태에서는, 배기 포트 코어(50)를 높은 정밀도로 위치 결정함으로써, 성형되고 배기 포트 EP의 실체적을 이론값에 보다 근접할 수 있으며, 나아가서는, 배기 촉매의 배기 정화 능력의 악화를 억제할 수 있다.
또한, 이상으로 설명한 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 기재된 것으로서, 본 발명을 한정하기 위해 기재된 것은 아니다. 따라서, 상기 실시 형태에 개시된 각 요소는, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함하는 취지이다.
본 실시 형태에서는, 흡기 포트 코어(40)의 제1 본체부(41)의 선단(42a, 42b)에 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부(421a, 421b)를 형성하고, 챔버 인서트(32)의 흡기 구멍 형성면(33a, 33b)에 쌍을 이루는 흡기측 제1 오목부(331a, 331b)를 형성하였지만, 특별히 이것으로 한정되지 않으며, 이들 흡기측 제1 볼록부와 흡기측 제1 오목부를 반대로 형성해도 된다. 즉, 챔버 인서트의 흡기 구멍 형성면에 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부를 형성하고, 제1 본체부(41)의 선단에 쌍을 이루는 흡기측 제1 오목부를 형성해도 된다. 또한, 흡기 포트 코어의 제2 본체부에 있어서도 마찬가지로, 당해 제2 본체부의 선단에 쌍을 이루는 흡기측 제1 오목부를 형성하고, 챔버 인서트의 흡기 구멍 형성면에 쌍을 이루는 흡기측 제1 볼록부를 형성해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 흡기 포트 코어(40)의 굽도리부(47)의 하면(48)에 쌍을 이루는 흡기측 제2 오목부(481a, 481b)가 형성되고, 모형(35)의 흡기 포트 코어 지지면(351a)에 쌍을 이루는 흡기측 제2 볼록부(352a, 352b)가 형성되어 있지만, 특별히 이것으로 한정되지 않으며, 이들 흡기측 제2 볼록부와 흡기측 제2 오목부를 반대로 형성해도 된다. 즉, 하면에 쌍을 이루는 흡기측 제2 볼록부를 형성하고, 흡기 포트 코어 지지면에 쌍을 이루는 흡기측 제2 오목부를 형성해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 하형(31)은, 챔버 인서트(32)와, 모형(35)을 갖고, 당해 챔버 인서트(32)에 흡기 구멍 형성면(33a, 33b) 및 배기 구멍 형성면(34a, 34b)을 형성하였지만, 특별히 이것으로 한정되지 않으며, 챔버 인서트를 사용하지 않고, 모형(35)(즉, 하형(31))에 당해 흡기 구멍 형성면 및 배기 구멍 형성면을 형성해도 된다. 이 경우, 챔버 인서트(32) 및 모형(35)을 일체적으로 할 수 있으므로, 설비 비용의 저감화를 도모할 수 있다. 또한, 챔버 인서트를 사용하면, 당해 챔버 인서트를 교환하기만 하면 서로 다른 연소실 정상부의 형상을 갖는 실린더 헤드를 성형할 수 있으므로, 다품종의 실린더 헤드를 형성하는 경우, 당해 실린더 헤드의 주조 공정이 간략화된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서의 내연 기관 EG는, 3기통형 내연 기관이며, 양단에 위치하는 실린더 C1, C3을 제외한 잔여의 실린더 C2는 1개만이지만, 예를 들어 내연 기관이 4개의 실린더를 갖는 4기통형 내연 기관인 경우에는, 양단에 위치하는 실린더를 제외한 잔여의 실린더는 2개로 된다. 이 경우, 잔여의 실린더에 대응하는 흡기 포트 코어의 본체부는, 양쪽 모두 제2 본체부여도 되고, 한쪽이 제1 본체부이며 다른 쪽이 제2 본체부여도 된다.
1: 실린더 헤드 주조 장치
10: 가대
11: 다리부
12: 플래튼
121: 상면
121a: 홈
13 내지 17: 가압 장치
131: 다이 베이스
20: 급탕부
21: 보유로
22: 압축 가스관
23: 급탕관
30: 주형
31: 하형
32: 챔버 인서트
33a, 33b: 흡기 구멍 형성면(제1면)
331a, 331b: 흡기측 제1 오목부
332a1, 332a2, 332b1, 332b2: 내부 측면
333a1, 333a2, 333b1, 333b2: 내부 측면
334a, 334b: 저면
34a, 34b: 배기 구멍 형성면(제1면)
341a, 341b: 배기측 제1 오목부
342a1, 342a2, 342b1, 342b2: 내부 측면
343a1, 343a2, 343b1, 343b2: 내부 측면
344a, 344b: 저면
35: 모형
351a: 흡기 포트 코어 지지면(제2면)
352a, 352b: 흡기측 제2 볼록부
353a1, 353a2, 353b1, 353b2: 외부 측면
354a1, 354a2, 354b1, 354b2: 외부 측면
355a, 355b: 정상면
351b: 배기 포트 코어 지지면(제2면)
356a, 356b: 배기측 제2 볼록부
357a1, 357a2, 357b1, 357b2: 외부 측면
358a1, 358a2, 358b1, 358b2: 외부 측면
359a, 359b: 정상면
361: 끼워 맞춤 홈
362: 재킷 코어 지지 홈
363: 끼워 맞춤부
37: 상형
38a, 38b: 좌우형
381a, 381b: 포트 코어 압박면(제3면)
39a, 39b: 전후형
40: 흡기 포트 코어(포트 코어)
41: 제1 본체부
42a, 42b: 선단
421a, 421b: 흡기측 제1 볼록부
422a1, 422a2, 422b1, 422b2: 외부 측면
423a1, 423a2, 423b1, 423b2: 외부 측면
424a, 424b: 정상면
43: 기단
44: 제2 본체부
45a, 45b: 선단
451a, 451b: 흡기측 제1 볼록부
452a1, 452a2, 452b1, 452b2: 외부 측면
453a1, 453a2, 453b1, 453b2: 외부 측면
454a, 454b: 정상면
46: 기단
47: 굽도리부
48: 하면
481a, 481b: 흡기측 제2 오목부
482a1, 482a2, 482b1, 482b2: 내부 측면
483a1, 483a2, 483b1, 483b2: 내부 측면
484a, 484b: 저면
49: 상면
50: 배기 포트 코어(포트 코어)
51: 제1 본체부
52a, 52b: 선단
521a, 521b: 배기측 제1 볼록부
522a1, 522a2, 522b1, 522b2: 외부 측면
523a1, 523a2, 523b1, 523b2: 외부 측면
524a, 524b: 저면
53: 기단
54: 제2 본체부
55a, 55b: 선단
551a, 551b: 배기측 제1 볼록부
552a1, 552a2, 552b1, 552b2: 외부 측면
553a1, 553a2, 553b1, 553b2: 외부 측면
554a, 554b: 저면
56: 기단
57: 굽도리부
58: 하면
581a, 581b: 배기측 제2 오목부
582a1, 582a2, 582b1, 582b2: 내부 측면
583a1, 583a2, 583b1, 583b2: 내부 측면
584a, 584b: 저면
59: 상면
60: 재킷 코어
70: 톱 코어
S: 캐비티
L: 용탕
EG: 내연 기관
CH: 실린더 헤드
CB: 실린더 블록
CS: 크랭크 샤프트
C1 내지 C3: 실린더
P1 내지 P3: 피스톤
IP: 흡기 포트
IMP: 주관
IBP: 분기관
EI: 흡기 구멍
IV: 흡기 밸브
EP: 배기 포트
EMP: 주관
EBP: 분기관
EO: 배기 구멍
EV: 배기 밸브
CC: 연소실
SP: 점화 플러그
WJ1, WJ2: 워터 재킷

Claims (22)

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  13. 크랭크 샤프트와, 각각이 흡기 또는 배기를 위한 복수의 포트를 포함하는 복수의 실린더를 갖는 내연 기관의 실린더 헤드의 주조 장치에 있어서,
    상기 실린더 헤드의 외형에 대응하는 캐비티를 내부에 획정하도록, 상대적으로 접근 이반하는 상형, 하형 및 횡형을 포함하는 주형과,
    상기 복수의 포트에 각각 대응하는 외형으로 된 복수의 본체부와, 상기 복수의 본체부의 기단부측에서 이들과 일체적으로 성형된 굽도리부를 포함하고, 상기 캐비티 내에 지지되는 주조용 코어를 구비하고,
    상기 하형은, 상기 포트의 연소실측의 개구면에 대응하는 제1면과, 상기 굽도리부의 하면에 대향하는 제2면을 갖고,
    상기 횡형은, 상기 제2면과 대향하는 제3면을 갖고,
    상기 주조용 코어는, 상기 본체부의 선단이 상기 제1면에 접촉하고, 상기 굽도리부의 하면이 상기 제2면에 접촉하며, 상기 굽도리부의 상면이 상기 제3면에 접촉함으로써, 상기 본체부가 상기 캐비티 내에 지지되고,
    상기 제1면에, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해서 평행인 접촉면을 갖는 적어도 2개의 제1 걸림 결합부가 형성되고,
    상기 본체부의 선단에, 상기 제1 걸림 결합부에 각각 헐겁게 끼워지고, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해서 평행인 접촉면을 갖는 적어도 2개의 제2 걸림 결합부가 형성되고,
    상기 주조용 코어는, 상기 제1 걸림 결합부의 접촉면과 상기 제2 걸림 결합부의 접촉면이 접촉하는 상태에서, 상기 캐비티 내에 지지되는, 실린더 헤드의 주조 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 걸림 결합부의 접촉면과 상기 제2 걸림 결합부의 접촉면의 각각은, 서로 평행인 2개의 접촉면을 포함하고,
    상기 본체부의 선단에 형성된 2개의 제2 걸림 결합부 중 한쪽의 접촉면이, 상기 제1면에 형성된 제1 걸림 결합부 중 한쪽의 접촉면과, 상기 크랭크 샤프트의 축의 수직 방향의 일방측에서 접촉하는 경우에 상기 2개의 제2 걸림 결합부 중 다른 쪽의 접촉면은, 상기 제1 걸림 결합부 중 다른 쪽의 접촉면과, 상기 크랭크 샤프트의 축의 수직 방향의 타방측에서 접촉하는, 실린더 헤드의 주조 장치.
  15. 크랭크 샤프트와, 각각이 흡기 또는 배기를 위한 복수의 포트를 포함하는 복수의 실린더를 갖는 내연 기관의 실린더 헤드의 주조 장치에 있어서,
    상기 실린더 헤드의 외형에 대응하는 캐비티를 내부에 획정하도록, 상대적으로 접근 이반하는 상형, 하형 및 횡형을 포함하는 주형과,
    상기 복수의 포트에 각각 대응하는 외형으로 된 복수의 본체부와, 상기 복수의 본체부의 기단부측에서 이들과 일체적으로 성형된 굽도리부를 포함하고, 상기 캐비티 내에 지지되는 주조용 코어를 구비하고,
    상기 하형은, 상기 포트의 연소실측의 개구면에 대응하는 제1면과, 상기 굽도리부의 하면에 대향하는 제2면을 갖고,
    상기 횡형은, 상기 제2면과 대향하는 제3면을 갖고,
    상기 주조용 코어는, 상기 본체부의 선단이 상기 제1면에 접촉하고, 상기 굽도리부의 하면이 상기 제2면에 접촉하며, 상기 굽도리부의 상면이 상기 제3면에 접촉함으로써, 상기 본체부가 상기 캐비티 내에 지지되고,
    상기 굽도리부의 하면에, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해서 수직인 접촉면을 갖는 적어도 2개의 제3 걸림 결합부가 형성되고,
    상기 제2면에, 상기 제3 걸림 결합부에 각각 헐겁게 끼워지고, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해서 수직인 접촉면을 갖는 적어도 2개의 제4 걸림 결합부가 형성되고,
    상기 제3 걸림 결합부의 접촉면과 상기 제4 걸림 결합부의 접촉면의 각각은, 서로 평행인 2개의 접촉면을 포함하고,
    상기 굽도리부의 하면에 형성된 2개의 제3 걸림 결합부 중 한쪽의 접촉면이, 상기 제2면에 형성된 제4 걸림 결합부 중 한쪽의 접촉면과, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향의 일방측에서 접촉하는 경우에,
    상기 2개의 제3 걸림 결합부 중 다른 쪽의 접촉면은, 상기 제4 걸림 결합부 중 다른 쪽의 접촉면과, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향 타방측에서 접촉하는, 실린더 헤드의 주조 장치.
  16. 크랭크 샤프트와, 각각이 흡기 또는 배기를 위한 복수의 포트를 포함하는 복수의 실린더를 갖는 내연 기관의 실린더 헤드의 주조 장치에 있어서,
    상기 실린더 헤드의 외형에 대응하는 캐비티를 내부에 획정하도록, 상대적으로 접근 이반하는 상형, 하형 및 횡형을 포함하는 주형과,
    상기 복수의 포트에 각각 대응하는 외형으로 된 복수의 본체부와, 상기 복수의 본체부의 기단부측에서 이들과 일체적으로 성형된 굽도리부를 포함하고, 상기 캐비티 내에 지지되는 주조용 코어를 구비하고,
    상기 하형은, 상기 포트의 연소실측의 개구면에 대응하는 제1면과, 상기 굽도리부의 하면에 대향하는 제2면을 갖고,
    상기 횡형은, 상기 제2면과 대향하는 제3면을 갖고,
    상기 주조용 코어는, 상기 본체부의 선단이 상기 제1면에 접촉하고, 상기 굽도리부의 하면이 상기 제2면에 접촉하며, 상기 굽도리부의 상면이 상기 제3면에 접촉함으로써, 상기 본체부가 상기 캐비티 내에 지지되고,
    상기 내연 기관은, 3 이상의 실린더를 갖고,
    상기 실린더 중 적어도 양단에 위치하는 실린더에 대응하는 제1 본체부 이외의 제2 개체부에 대응하는 상기 제1면에, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해서 수직인 접촉면을 갖는 적어도 2개의 제5 걸림 결합부가 형성되고,
    상기 제2 개체부의 선단에, 상기 제5 걸림 결합부에 각각 헐겁게 끼워지고, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해서 수직인 접촉면을 갖는 적어도 2개의 제6 걸림 결합부가 형성되고,
    상기 제5 걸림 결합부의 접촉면과 상기 제6 걸림 결합부의 접촉면의 각각은, 서로 평행인 2개의 접촉면을 포함하고,
    상기 제2 개체부의 선단에 형성된 2개의 제6 걸림 결합부 중 한쪽의 접촉면이, 상기 제1면에 형성된 제5 걸림 결합부 중 한쪽의 접촉면과, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향의 일방측에서 접촉하는 경우에, 상기 2개의 제6 걸림 결합부 중 다른 쪽의 접촉면은, 상기 제5 걸림 결합부 중 다른 쪽의 접촉면과, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향 타방측에서 접촉하는, 실린더 헤드의 주조 장치.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하형은, 상기 포트의 연소실측의 개구면에 대응하는 상기 제1면을 갖는 라이너와, 상기 라이너가 끼워 맞춤하는 모형을 포함하는, 실린더 헤드의 주조 장치.
  18. 크랭크 샤프트와, 각각이 흡기 또는 배기를 위한 복수의 포트를 포함하는 복수의 실린더를 갖는 내연 기관의 실린더 헤드의 주조 방법에 있어서,
    상기 실린더 헤드의 외형에 대응하는 캐비티를 내부에 획정하도록, 상대적으로 접근 이반하는 상형, 하형 및 횡형을 포함하고, 상기 하형은, 상기 포트의 연소실측의 개구면에 대응하는 제1면과, 주조용 코어의 굽도리부의 하면에 대향하는 제2면을 갖고, 상기 횡형은, 상기 제2면에 대향하는 제3면을 갖는 주형과,
    상기 복수의 포트에 각각 대응하는 외형으로 된 복수의 본체부와, 상기 복수의 본체부의 기단부측에서 이들과 일체적으로 성형된 굽도리부를 포함하고, 상기 본체부가 상기 캐비티 내에 지지되는 주조용 코어를 준비하는 준비 공정과,
    상기 주조용 코어를, 상기 본체부의 선단이 상기 제1면에 접촉하고, 상기 굽도리부의 하면이 상기 제2면에 접촉하고, 상기 굽도리부의 상면이 상기 제3면에 접촉하도록, 상기 본체부를 상기 캐비티 내에 지지하는 코어 지지 공정과,
    상기 주형을 폐쇄하고, 상기 캐비티 내에 용탕을 주입하는 용탕 주입 공정을 구비하고,
    상기 제1면에, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해서 평행인 접촉면을 갖는 적어도 2개의 제1 걸림 결합부가 형성되고,
    상기 본체부의 선단에, 상기 제1 걸림 결합부에 각각 헐겁게 끼워지고, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해서 평행인 접촉면을 갖는 적어도 2개의 제2 걸림 결합부가 형성되고,
    상기 코어 지지 공정은, 상기 제1 걸림 결합부의 접촉면과 상기 제2 걸림 결합부의 접촉면을 접촉시킨 상태에서, 상기 주조용 코어를 상기 캐비티 내에 지지하는 것을 포함하는, 실린더 헤드의 주조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 걸림 결합부의 접촉면과 상기 제2 걸림 결합부의 접촉면의 각각은, 서로 평행인 2개의 접촉면을 포함하고,
    상기 코어 지지 공정은, 상기 본체부의 선단에 형성된 2개의 제2 걸림 결합부 중 한쪽의 접촉면을, 상기 제1면에 형성된 제1 걸림 결합부 중 한쪽의 접촉면과, 상기 크랭크 샤프트의 축의 수직 방향의 일방측에서 접촉시킨 경우에,
    상기 2개의 제2 걸림 결합부 중 다른 쪽의 접촉면이, 상기 제1 걸림 결합부 중 다른 쪽의 접촉면과, 상기 크랭크 샤프트의 축의 수직 방향의 타방측에서 접촉하는 것을 포함하는 실린더 헤드의 주조 방법.
  20. 크랭크 샤프트와, 각각이 흡기 또는 배기를 위한 복수의 포트를 포함하는 복수의 실린더를 갖는 내연 기관의 실린더 헤드의 주조 방법에 있어서,
    상기 실린더 헤드의 외형에 대응하는 캐비티를 내부에 획정하도록, 상대적으로 접근 이반하는 상형, 하형 및 횡형을 포함하고, 상기 하형은, 상기 포트의 연소실측의 개구면에 대응하는 제1면과, 주조용 코어의 굽도리부의 하면에 대향하는 제2면을 갖고, 상기 횡형은, 상기 제2면에 대향하는 제3면을 갖는 주형과,
    상기 복수의 포트에 각각 대응하는 외형으로 된 복수의 본체부와, 상기 복수의 본체부의 기단부측에서 이들과 일체적으로 성형된 굽도리부를 포함하고, 상기 본체부가 상기 캐비티 내에 지지되는 주조용 코어를 준비하는 준비 공정과,
    상기 주조용 코어를, 상기 본체부의 선단이 상기 제1면에 접촉하고, 상기 굽도리부의 하면이 상기 제2면에 접촉하고, 상기 굽도리부의 상면이 상기 제3면에 접촉하도록, 상기 본체부를 상기 캐비티 내에 지지하는 코어 지지 공정과,
    상기 주형을 폐쇄하고, 상기 캐비티 내에 용탕을 주입하는 용탕 주입 공정을 구비하고,
    상기 굽도리부의 하면에, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해서 수직인 접촉면을 갖는 적어도 2개의 제3 걸림 결합부가 형성되고,
    상기 제2면에, 상기 제3 걸림 결합부에 각각 헐겁게 끼워지고, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해서 수직인 접촉면을 갖는 적어도 2개의 제4 걸림 결합부가 형성되고,
    상기 제3 걸림 결합부의 접촉면과 상기 제4 걸림 결합부의 접촉면의 각각은, 서로 평행인 2개의 접촉면을 포함하고,
    상기 코어 지지 공정은, 상기 굽도리부의 하면에 형성된 2개의 제3 걸림 결합부 중 한쪽의 접촉면을, 상기 제2면에 형성된 제4 걸림 결합부 중 한쪽의 접촉면과, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향의 일방측에서 접촉시킨 경우에,
    상기 2개의 제3 걸림 결합부 중 다른 쪽의 접촉면이, 상기 제4 걸림 결합부 중 다른 쪽의 접촉면과, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향 타방측에서 접촉하는 것을 포함하는, 실린더 헤드의 주조 방법.
  21. 크랭크 샤프트와, 각각이 흡기 또는 배기를 위한 복수의 포트를 포함하는 복수의 실린더를 갖는 내연 기관의 실린더 헤드의 주조 방법에 있어서,
    상기 실린더 헤드의 외형에 대응하는 캐비티를 내부에 획정하도록, 상대적으로 접근 이반하는 상형, 하형 및 횡형을 포함하고, 상기 하형은, 상기 포트의 연소실측의 개구면에 대응하는 제1면과, 주조용 코어의 굽도리부의 하면에 대향하는 제2면을 갖고, 상기 횡형은, 상기 제2면에 대향하는 제3면을 갖는 주형과,
    상기 복수의 포트에 각각 대응하는 외형으로 된 복수의 본체부와, 상기 복수의 본체부의 기단부측에서 이들과 일체적으로 성형된 굽도리부를 포함하고, 상기 본체부가 상기 캐비티 내에 지지되는 주조용 코어를 준비하는 준비 공정과,
    상기 주조용 코어를, 상기 본체부의 선단이 상기 제1면에 접촉하고, 상기 굽도리부의 하면이 상기 제2면에 접촉하고, 상기 굽도리부의 상면이 상기 제3면에 접촉하도록, 상기 본체부를 상기 캐비티 내에 지지하는 코어 지지 공정과,
    상기 주형을 폐쇄하고, 상기 캐비티 내에 용탕을 주입하는 용탕 주입 공정을 구비하고,
    상기 내연 기관은, 3 이상의 실린더를 갖고,
    상기 실린더 중 적어도 양단에 위치하는 실린더에 대응하는 제1 본체부 이외의 제2 개체부에 대응하는 상기 제1면에, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해서 수직인 접촉면을 갖는 적어도 2개의 제5 걸림 결합부가 형성되고,
    상기 제2 개체부의 선단에, 상기 제5 걸림 결합부에 각각 헐겁게 끼워지고, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향에 대해서 수직인 접촉면을 갖는 적어도 2개의 제6 걸림 결합부가 형성되고,
    상기 제5 걸림 결합부의 접촉면과 상기 제6 걸림 결합부의 접촉면의 각각은, 서로 평행인 2개의 접촉면을 포함하고,
    상기 코어 지지 공정은, 상기 제2 개체부의 선단에 형성된 2의 제6 걸림 결합부 중 한쪽의 접촉면을, 상기 제1면에 형성된 제5 걸림 결합부 중 한쪽의 접촉면과, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향의 일방측에서 접촉시킨 경우에,
    상기 2개의 제6 걸림 결합부 중 다른 쪽의 접촉면이, 상기 제5 걸림 결합부 중 다른 쪽의 접촉면과, 상기 크랭크 샤프트의 축 방향 타방측에서 접촉하는 것을 포함하는, 실린더 헤드의 주조 방법.
  22. 제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하형은, 상기 포트의 연소실측의 개구면에 대응하는 상기 제1면을 갖는 라이너와, 상기 라이너가 끼워 맞춤하는 모형을 포함하는, 실린더 헤드의 주조 방법.
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