WO2016194031A1 - シリンダヘッドの鋳造装置及びシリンダヘッドの鋳造方法 - Google Patents

Abstract

クランクシャフトと、それぞれが吸気又は排気のための複数のポートを含む複数のシリンダと、を有する内燃機関のシリンダヘッドの鋳造装置において、シリンダヘッドの外形に対応するキャビティを内部に画定するように、相対的に接近離反する上型、下型及び左右型を含む鋳型と、複数のポートにそれぞれ対応する外形とされた複数の本体部と、複数の本体部の基端側でこれらと一体的に成形された幅木部とを含み、キャビティ内に支持されるポート中子と、を備え、下型は、ポートの燃焼室側の吸排気孔に対応する吸排気孔形成面と、シリンダヘッドのシリンダブロックとの取付面に対応するポート中子支持面と、を有し、左右型は、ポート中子支持面と対向するポート中子押え面を有し、ポート中子は、本体部の先端が吸排気孔形成面に接触し、幅木部の下面がポート中子支持面に接触し、幅木部の上面がポート中子押え面に接触することで、キャビティ内に支持される。

Description

シリンダヘッドの鋳造装置及びシリンダヘッドの鋳造方法

　本発明は、内燃機関のシリンダヘッドの鋳造装置及びシリンダヘッドの鋳造方法に関する。

　内燃機関のシリンダヘッドを鋳造する際に用いる鋳型において、横型同士の接近離間動作に連動してクランプ部材を進退移動させ、当該横型同士の型締め完了時にポート中子を下型に押し付けて位置決めする技術が知られている（特許文献１参照）。

特開平５－２５３６６３号公報

　上記技術では、ポート中子から発生するレジンガス等がクランプ部材を進退させる移動機構に入り込み、ヤニとなって固まることで当該移動機構の動作に不良を生じさせる場合がある。この場合、クランプ部材がポート中子を下型に十分に押し付けることができず、当該ポート中子が微動してしまい、ポート中子の位置決め精度が低下するという問題がある。

　本発明が解決しようとする課題は、鋳造用中子の位置決め精度の低下を抑制できるシリンダヘッドの鋳造装置及びシリンダヘッドの鋳造方法を提供することである。

　本発明は、鋳造用中子の本体部の先端を下型の第１の面に接触させ、当該鋳造用中子の幅木部の下面を下型の第２の面に接触させ、当該幅木部の上面を横型の第３の面に接触させた状態で、当該鋳造用中子を鋳型の内部に画定されるキャビティ内に支持することで、上記課題を解決する。

　本発明によれば、鋳造用中子の本体部の先端を下型の第１の面に接触させ、当該鋳造用中子の幅木部の下面を下型の第２の面に接触させ、当該幅木部の上面を横型の第３の面に接触させた状態で、当該鋳造用中子を支持する。これにより、ポート中子を下型に押し付けるために従来必要であったクランプ部材が不要となり、上記鋳造用中子の微動が規制され、当該鋳造用中子の位置決め精度の低下が抑制される。

本発明に係るシリンダヘッド鋳造装置の一実施の形態を示す斜視断面図である。 図１のII部の部分拡大図である。 本発明に係るチャンバーインサートを斜め上方から見た状態を示す斜視図である。 本発明に係る母型の吸気ポート中子支持面を斜め上方から見た状態を示す斜視図である。 本発明に係るポート中子の一実施の形態を斜め下方から見た状態を示す斜視図である。 本発明に係る下型にポート中子を支持させた状態を示す平面図である。 図５のVIA-VIA線に沿った断面図である。 図５のVIB-VIB線に沿った断面図である。 図５のVIC-VIC線に沿った断面図である。 図５のVID-VID線に沿った断面図である。 本発明の一実施の形態に係るシリンダヘッドの鋳造方法を示す工程図である。 本発明の一実施の形態に係る中子支持工程（その１）を説明するための断面図である。 本発明の一実施の形態に係る中子支持工程（その２）を説明するための断面図である。 本発明の一実施の形態に係る中子支持工程（その３）を説明するための断面図である。 本発明に係るシリンダヘッド鋳造装置により成形されるシリンダヘッドを有する内燃機関を示す分解斜視図である。 本発明に係るシリンダヘッド鋳造装置により成形されるシリンダヘッドを有する内燃機関のシリンダを示す透視斜視図である。 本発明に係るシリンダヘッド鋳造装置により成形されるシリンダヘッドを有する内燃機関のシリンダを示す短手方向断面図である。

　以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のシリンダヘッド鋳造装置１は、アルミニウム合金等の溶湯Ｌを鋳型３０内に注入して当該溶湯Ｌを凝固させ、シリンダヘッドＣＨを成形するための装置である。以下の説明では、まず、シリンダヘッド鋳造装置１により成形されるシリンダヘッドＣＨを有する内燃機関ＥＧについて説明したのち、シリンダヘッド鋳造装置１について詳細に説明する。

　図８Ａは本発明に係るシリンダヘッド鋳造装置により成形されるシリンダヘッドを有する内燃機関を示す分解斜視図、図８Ｂは本発明に係るシリンダヘッド鋳造装置により成形されるシリンダヘッドを有する内燃機関のシリンダを示す透視斜視図、図８Ｃは本発明に係るシリンダヘッド鋳造装置により成形されるシリンダヘッドを有する内燃機関のシリンダを示す短手方向断面図である。

　本実施形態の内燃機関ＥＧは、図８Ａ～図８Ｃに示すように、ＤＯＨＣ（Double OverHead Camshaft）形式の直列３気筒内燃機関である。なお、本実施形態の内燃機関ＥＧは直列３気筒型であるが、特にこれに限定されず、直列４気筒型であってもよいし、直列６気筒型であってもよい。或いは、Ｖ型６気筒型やＶ型８気筒型であってもよい。また、内燃機関ＥＧは、ＤＯＨＣ形式を採用した内燃機関であるが、ＳＯＨＣ（Single OverHead Camshaft）形式を採用した内燃機関としてもよい。

　内燃機関ＥＧは、図８Ａに示すように、シリンダヘッドＣＨと、シリンダブロックＣＢと、実質的に等間隔に配列された３つのシリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３と、当該シリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３に対応する３つのピストンＰ１，Ｐ２，Ｐ３と、クランクシャフトＣＳと、を備えている。本実施形態における「内燃機関ＥＧ」が本発明における「内燃機関」の一例に相当し、本実施形態における「シリンダヘッドＣＨ」が本発明における「シリンダヘッド」の一例に相当し、本実施形態における「シリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３」が本発明における「シリンダ」の一例に相当し、本実施形態における「クランクシャフトＣＳ」が本発明における「クランクシャフト」の一例に相当する。

　シリンダヘッドＣＨは、シリンダブロックＣＢの上部に載置され、ボルト（不図示）等により当該シリンダブロックＣＢに固定される。クランクシャフトＣＳは、３つのピストンＰ１，Ｐ２，Ｐ３がコンロッドを介して組み込まれた後、ベアリングキャップ等を用いてシリンダブロックＣＢの下部に固定される。３つのピストンＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、シリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３のそれぞれに挿入され、クランクシャフトＣＳの回転駆動に応じて、当該シリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３内で上下に往復移動する。以下の説明では、必要に応じてシリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３をシリンダＣと総称し、ピストンＰ１，Ｐ２，Ｐ３をピストンＰと総称する。

　３つのシリンダＣは、クランクシャフトＣＳの軸方向に沿って並設されている（すなわち、複数のシリンダＣの並設方向は、クランクシャフトＣＳの軸方向と実質的に一致している。）。それぞれのシリンダＣは、図８Ｂに示すように、当該シリンダＣのそれぞれに接続される吸気ポートＩＰと排気ポートＥＰを有している。吸気ポートＩＰは、緩やかに屈曲する主管部ＩＭＰと、当該主管部ＩＭＰから２方向に分岐された２つの分岐管部ＩＢＰと、から構成されている。それぞれの分岐管部ＩＢＰの末端は、吸気ポートＩＰが燃焼室ＣＣと連通する吸気孔ＥＩ，ＥＩとなる。この吸気孔ＥＩ，ＥＩに対応して、２つの吸気バルブＩＶ，ＩＶがシリンダヘッドＣＨに設けられている。一方、排気ポートＥＰは、吸気ポートＩＰと同様、緩やかに屈曲する主管部ＥＭＰと、当該主管部ＥＭＰから２方向に分岐された２つの分岐管部ＥＢＰと、から構成されている。それぞれの分岐管部ＥＢＰの末端は、排気ポートＥＰが燃焼室ＣＣと連通する排気孔ＥＯ，ＥＯとなる。この排気孔ＥＯ，ＥＯに対応して、２つの排気バルブＥＶ，ＥＶがシリンダヘッドＣＨに設けられている。したがって、本実施形態の内燃機関ＥＧは、各シリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３に対して２つの吸気バルブＩＶ，ＩＶと２つの排気バルブＥＶ，ＥＶを有する１２バルブ式内燃機関である。

　吸気ポートＩＰの他方の末端は、吸気マニホールド（不図示）を介して吸気路（不図示）と連結されている。一般的に、吸気路には、特に図示しないが、吸入空気を浄化して燃焼室ＣＣ内に送り込むエアーフィルタ、吸入空気流量を検出するエアフローメータ、吸入空気流量を制御するスロットルバルブ及びコレクタ等が設けられている。また、吸気ポートＩＰには、その内部にバルブ先端が臨む燃料噴射バルブが設けられている。燃料噴射バルブは、外部回路からの指令に応じて開弁駆動し、燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御された燃料を吸気ポートＩＰ内に噴射する。つまり、外部から吸入した吸入空気に燃料噴射バルブにより噴射された燃料を混合した吸入混合気が、吸気ポートＩＰから燃焼室ＣＣに送られる。なお、燃料噴射バルブを燃焼室ＣＣに臨ませて、燃料を直接燃焼室ＣＣ内へ噴射する直噴型の内燃機関であってもよい。本実施形態における「吸気ポートＩＰ」が本発明における「ポート」の一例に相当する。

　シリンダＣにおいて、シリンダ内壁と、当該シリンダ内を往復移動するピストンＰの冠面と、吸気バルブＩＶ，ＩＶと排気バルブＥＶ，ＥＶとが設けられたシリンダヘッドＣＨと、により囲まれる空間が燃焼室ＣＣを構成する。点火プラグＳＰは、各シリンダＣの燃焼室ＣＣごとに臨んで装着され、外部回路からの点火信号に基づいて吸入混合気に対して点火を行う。

　本実施形態の内燃機関ＥＧの燃焼室ＣＣは、当該燃焼室ＣＣの頂部が三角形の屋根型形状とされたペントルーフ型燃焼室である。この燃焼室ＣＣの頂部に形成される屋根型形状の一方の斜面には、上述した２つの吸気孔ＥＩ，ＥＩがクランクシャフトの軸方向に沿って並設されている。これに対し、燃焼室ＣＣの頂部に形成される屋根型形状の他方の斜面には、上述した２つの排気孔ＥＯ，ＥＯがクランクシャフトの軸方向に沿って並設されている。なお、燃焼室ＣＣは、ペントルーフ型燃焼室に限らず、多球型燃焼室等であってもよい。本実施形態における「燃焼室ＣＣ」が本発明における「燃焼室」の一例に相当する。

　排気ポートＥＰの他方の末端は、排気マニホールド（不図示）を介して排気路（不図示）と連結されている。一般的に、排気路には、特に図示しないが、排気中の特定成分を検出する空燃比センサ、排気を浄化するための排気浄化触媒等が設けられている。空燃比センサとしては、排気中の特定成分、たとえば酸素濃度を検出する検出器が用いられ、排気、ひいては吸入混合気の空燃比をこの空燃比センサにより検出する。排気浄化触媒としては、ストイキ（理論空燃比、λ＝１、空気重量／燃料重量＝１４．７）近傍において排気中の一酸化炭素ＣＯと炭化水素ＨＣを酸化すると共に、窒素酸化物ＮＯ_Ｘの還元を行って排気を浄化することができる三元触媒、或いは排気中の一酸化炭素ＣＯと炭化水素ＨＣの酸化を行う酸化触媒を用いることができる。本実施形態における「排気ポートＥＰ」が本発明における「ポート」の一例に相当する。

　内燃機関ＥＧのシリンダＣには、図８Ｃに示すように、それぞれのシリンダＣに対応してウォータージャケットＷＪ１，ＷＪ２が設けられている。シリンダブロックＣＢにおいて、ウォータージャケットＷＪ１は、シリンダＣ１～Ｃ３の軸方向に沿って外周包囲するように設けられている。シリンダヘッドＣＨにおいて、ウォータージャケットＷＪ２は、吸気ポートＩＰ，ＩＰ及び排気ポートＥＰ，ＥＰのそれぞれの外周を包囲するように設けられている。このウォータージャケットＷＪ２は、その下部でシリンダブロックＣＢに設けられたウォータージャケットＷＪ１と連通している。

　次に、本実施形態のシリンダヘッド鋳造装置１について、図１、図２、図３Ａ、及び図３Ｂ参照しながら、詳細に説明する。

　図１は本発明に係るシリンダヘッド鋳造装置の一実施の形態を示す斜視断面図、図２は図１のII部の部分拡大図、図３Ａは本発明に係るチャンバーインサートを斜め上方から見た状態を示す斜視図、図３Ｂは本発明に係る母型の吸気ポート中子支持面を斜め上方から見た状態を示す斜視図である。

　本実施形態のシリンダヘッド鋳造装置１は、低圧鋳造法を用いてシリンダヘッドＣＨを成形するための装置である。低圧鋳造法では、溶湯を保持する保持炉の上方に鋳型を配置し、当該保持炉中の溶湯を空気または不活性ガス等により加圧して押し上げ、鋳型内に当該溶湯を注入する。なお、本実施形態のシリンダヘッド鋳造装置１では、低圧鋳造法を用いているが、特にこれに限定されず、溶湯を重力により鋳型に注入する重力鋳造法を用いてもよい。本実施形態における「シリンダヘッド鋳造装置１」が本発明における「シリンダヘッドの鋳造装置」の一例に相当する。

　シリンダヘッド鋳造装置１は、図１に示すように、架台１０と、給湯部２０と、鋳型３０と、複数の中子４０，５０，６０，７０と、を備えている。架台１０は、４つの脚部１１と、プラテン１２と、押圧装置１３～１７と、から構成されている。

　プラテン１２は、４つの脚部１１により支持されており、当該プラテン１２の上部には、押圧装置１３～１７と、鋳型３０と、が載置されている。プラテン１２の上面１２１には、鋳型３０の下型３１（後述）の固定、位置決めができるように溝１２１ａが形成されている。押圧装置１３～１７は、圧縮空気の圧力、バネ、又はねじ等を利用した機構を有する装置である。詳細は後述するが、押圧装置１３は鋳型３０の上型３７に対応し、押圧装置１４は鋳型３０の右型３８ａに対応し、押圧装置１５は鋳型３０の左型３８ｂに対応し、押圧装置１６は鋳型３０の前型３９ａに対応し、押圧装置１７は鋳型３０の後型３９ｂに対応して設けられている。

　給湯部２０は、保持炉２１と、圧縮ガス供給管２２と、給湯管２３と、を備えている。保持炉２１は、プラテン１２の下方に配置されている。当該保持炉２１は、内部が密閉構造となっており、当該保持炉２１内には、アルミニウム合金等から構成される溶湯Ｌが貯留されている。保持炉２１は、溶湯Ｌで内部を完全に充填するのではなく、一部に空間が残されている。この保持炉２１は、ヒータ（不図示）等によって囲繞されており、当該ヒータにより保持炉２１が保温、加温され、当該保持炉２１内に収容される溶湯Ｌの流動性が維持される。

　保持炉２１には、圧縮ガス供給管２２が接続されている。圧縮ガス供給管２２の一方の端部は、保持炉２１内の空間に臨んでおり、他方の端部は圧縮ガス供給装置（不図示）に接続されている。圧縮ガス供給装置から供給される圧縮ガスは、圧縮ガス供給管２２を介して、保持炉２１内に吐出される。保持炉２１内では、溶湯Ｌの液面が、供給された圧縮ガスにより加圧される。

　給湯管２３は、一方の端部が保持炉２１に収容された溶湯Ｌ内に浸漬されており、他方の端部が、プラテン１２を貫通して、鋳型３０を構成する下型３１に接続されている。この給湯管２３は、たとえば、下型３１に形成される配湯管（不図示）等を介して、鋳型３０の内部に画定されるキャビティＳ（後述）と連通している。上述した圧縮ガス供給装置により供給された圧縮ガスが、保持炉２１に収容された溶湯Ｌの液面を加圧すると、当該溶湯Ｌが給湯管２３内を重力と反対方向に向かって上昇し、給湯管２３と連通するキャビティＳ内に溶湯Ｌが注入される。なお、特に図示しないが、この給湯管２３は、下型３１と接続される側の端部において、当該下型３１と接続される側に向かって漸次的に拡開するテーパ形状とされている。

　鋳型３０は、図１及び図２に示すように、下型３１と、上型３７と、左右型３８ａ，３８ｂと、前後型３９ａ，３９ｂと、を備えている。下型３１は、チャンバーインサート３２と、母型３５と、から構成されている。チャンバーインサート３２は、上述したシリンダＣに対応して配置されるものであり、本実施形態の下型３１は、３つのチャンバーインサート３２を有している。このチャンバーインサート３２は、母型３５に形成された嵌合溝３６１に挿入され、当該母型３５に固定されている。チャンバーインサート３２のうち、キャビティＳに臨む部分の外形は、内燃機関ＥＧの燃焼室ＣＣの頂部に対応している。すなわち、このチャンバーインサート３２には、図３Ａに示すように、内燃機関ＥＧの吸気ポートＩＰの吸気孔ＥＩ，ＥＩを形成するための吸気孔形成面３３ａ，３３ｂと、内燃機関ＥＧの排気ポートＥＰの排気孔ＥＯ，ＥＯを形成するための排気孔形成面３４ａ，３４ｂと、が設けられている。

　本実施形態における「下型３１」が本発明における「下型」の一例に相当し、本実施形態における「チャンバーインサート３２」が本発明における「入子」の一例に相当し、本実施形態における「上型３７」が本発明における「上型」の一例に相当し、本実施形態における「左右型３８ａ，３８ｂ」が本発明における「横型」の一例に相当し、本実施形態における「吸気孔形成面３３ａ，３３ｂ」及び「排気孔形成面３４ａ，３４ｂ」が本発明における「第１の面」の一例に相当する。

　図３Ａに示すように、吸気孔形成面３３ａ，３３ｂは、ペントルーフ型燃焼室である燃焼室ＣＣの頂部（すなわち、三角形の屋根型形状の頂部）の一方の傾斜面に対応するように形成されており、排気孔形成面３４ａ，３４ｂから離れるに従い、母型３５に接近するように傾斜している。それぞれの吸気孔形成面３３ａ，３３ｂには、母型３５側に向かって陥没する一対の吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂが形成されている。詳細は後述するが、本実施形態における第１の本体部４１に対応する「吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂ」が本発明における「第１係合部」の一例に相当し、第２の本体部４４に対応する「吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂ」が本発明における「第５係合部」の一例に相当する。

　吸気側第１凹部３３１ａは、４つの内部側面３３２ａ_１，３３２ａ_２，３３３ａ_１，３３３ａ_２と、底面３３４ａと、を有している。吸気側第１凹部３３１ｂは、４つの内部側面３３２ｂ_１，３３２ｂ_２，３３３ｂ_１，３３３ｂ_２と、底面３３４ｂと、を有している。内部側面３３２ａ_１，３３２ａ_２，３３２ｂ_１，３３２ｂ_２は、Ｙ方向に実質的に平行（すなわち、内燃機関ＥＧのクランクシャフトＣＳの軸方向に対して実質的に平行）な側面である。一方、内部側面３３３ａ_１，３３３ａ_２，３３３ｂ_１，３３３ｂ_２は、Ｘ方向に実質的に平行（すなわち、クランクシャフトＣＳの軸方向に対して実質的に垂直）な側面である。底面３３４ａ，３３４ｂは、上方に面するＺ方向（すなわち、シリンダＣの軸方向）に対して垂直な面である。

　吸気側第１凹部３３１ａにおいて、内部側面３３２ａ_１，３３２ａ_２が対向すると共に、内部側面３３３ａ_１，３３３ａ_２が対向しており、これらの内部側面３３２ａ_１，３３２ａ_２，３３３ａ_１，３３３ａ_２が底面３３４ａと連続することで、上方に開口する矩形状の凹部が形成される。同様に、吸気側第１凹部３３１ｂにおいて、内部側面３３２ｂ_１，３３２ｂ_２が対向すると共に、内部側面３３３ｂ_１，３３３ｂ_２が対向しており、これら内部側面３３２ｂ_１，３３２ｂ_２，３３３ｂ_１，３３３ｂ_２が底面３３４ｂと連続することで、上方に開口する矩形状の凹部が形成される。

　排気孔形成面３４ａ，３４ｂは、ペントルーフ型燃焼室である燃焼室ＣＣの頂部（すなわち、三角形の屋根型形状の頂部）の他方の傾斜面に対応するように形成されており、吸気孔形成面３３ａ，３３ｂから離れるに従い、母型３５に接近するように傾斜している。それぞれの排気孔形成面３４ａ，３４ｂには、母型３５側に向かって陥没する一対の排気側第１凹部３４１ａ，３４１ｂが形成されている。詳細は後述するが、本実施形態における第１の本体部５１に対応する「排気側第１凹部３４１ａ，３４１ｂ」が本発明における「第１係合部」の一例に相当し、第２の本体部５４に対応する「排気側第１凹部３４１ａ，３４１ｂ」が本発明における「第５係合部」の一例に相当する。

　排気側第１凹部３４１ａは、４つの内部側面３４２ａ_１，３４２ａ_２，３４３ａ_１，３４３ａ_２と、底面３４４ａと、を有している。排気側第１凹部３４１ｂは、４つの内部側面３４２ｂ_１，３４２ｂ_２，３４３ｂ_１，３４３ｂ_２と、底面３４４ｂと、を有している。内部側面３４２ａ_１，３４２ａ_２，３４２ｂ_１，３４２ｂ_２は、Ｙ方向に実質的に平行な側面である。一方、内部側面３４３ａ_１，３４３ａ_２，３４３ｂ_１，３４３ｂ_２は、Ｘ方向に実質的に平行な側面である。底面３４４ａ，３４４ｂは、上方に面するＺ方向に対して垂直な面である。

　排気側第１凹部３４１ａにおいて、内部側面３４２ａ_１，３４２ａ_２が対向すると共に、内部側面３４３ａ_１，３４３ａ_２が対向しており、これらの内部側面３４２ａ_１，３４２ａ_２，３４３ａ_１，３４３ａ_２が底面３４４ａと連続することで、上方に開口する矩形状の凹部が形成される。同様に、排気側第１凹部３４１ｂにおいて、内部側面３４２ｂ_１，３４２ｂ_２が対向すると共に、内部側面３４３ｂ_１，３４３ｂ_２が対向しており、これら内部側面３４２ｂ_１，３４２ｂ_２，３４３ｂ_１，３４３ｂ_２が底面３４４ｂと連続することで、上方に開口する矩形状の凹部が形成される。

　図１及び図２に戻って、母型３５は、プラテン１２に固定されている。母型３５の上面のうちキャビティＳに面する部分には、チャンバーインサート３２が嵌合可能な嵌合溝３６１と、ジャケット中子６０が取付可能なジャケット中子支持溝３６２が形成されている。また、母型３５の下面には、プラテン１２の溝１２１ａと嵌合する突起３６３が設けられている。

　この母型３５には、キャビティＳの側面（すなわち、シリンダヘッドＣＨの側面）よりも外側において、吸気ポート中子４０の幅木部４７（後述）と接触する吸気ポート中子支持面３５１ａと、排気ポート中子５０の幅木部５７（後述）と接触する排気ポート中子支持面３５１ｂと、が形成されている。母型３５の上面のうち、キャビティＳに面する部分及びポート中子支持面３５１ａ，３５１ｂと干渉しない範囲において、左右型３８ａ，３８ｂ及び前後型３９ａ，３９ｂが載置可能となっている。なお、左右型３８ａ，３８ｂ及び前後型３９ａ，３９ｂは、それぞれ移動方向が定まっており（たとえば、左右型３８ａ，３８ｂは、Ｘ方向に沿った方向においてのみ往復移動し、前後型３９ａ，３９ｂは、Ｙ方向に沿った方向においてのみ往復移動する。）、たとえば、母型３５の上面にレールを配設し、当該レールを介して左右型３８ａ，３８ｂ及び前後型３９ａ，３９ｂを載置してこれらの移動方向を規制してもよい。

　ポート中子支持面３５１ａ，３５１ｂは、略水平な平坦面とされ、Ｙ方向に対して実質的に平行な方向に沿って延在している。吸気ポート中子支持面３５１ａには、図３Ｂに示すように、＋Ｚ方向に向かって突出する一対の吸気側第２凸部３５２ａ，３５２ｂが形成されている。

　吸気側第２凸部３５２ａは、４つの外部側面３５３ａ_１，３５３ａ_２，３５４ａ_１，３５４ａ_２と、頂面３５５ａと、を有している。吸気側第２凸部３５２ｂは、４つの外部側面３５３ｂ_１，３５３ｂ_２，３５４ｂ_１，３５４ｂ_２と、頂面３５５ｂと、を有している。外部側面３５３ａ_１，３５３ａ_２，３５３ｂ_１，３５３ｂ_２は、Ｙ方向に対して実質的に平行な側面である。一方、外部側面３５４ａ_１，３５４ａ_２，３５４ｂ_１，３５４ｂ_２は、Ｘ方向に対して実質的に平行な側面である。頂面３５５ａ，３５５ｂは、上方に面するＺ方向に対して垂直な面である。

　吸気側第２凸部３５２ａにおいて、外部側面３５３ａ_１，３５３ａ_２が対向すると共に、外部側面３５４ａ_１，３５４ａ_２が対向しており、これらの外部側面３５３ａ_１，３５３ａ_２，３５４ａ_１，３５４ａ_２が頂面３５５ａと連続することで、上方に向かって突出する矩形状の凸部が形成される。同様に、吸気側第２凸部３５２ｂにおいて、外部側面３５３ｂ_１，３５３ｂ_２が対向すると共に、外部側面３５４ｂ_１，３５４ｂ_２が対向しており、これら外部側面３５３ｂ_１，３５３ｂ_２，３５４ｂ_１，３５４ｂ_２が頂面３５５ｂと連続することで、上方に向かって突出する矩形状の凸部が形成される。

　排気ポート中子支持面３５１ｂには、吸気ポート中子支持面３５１ａと同様に、＋Ｚ方向に向かって突出する一対の排気側第２凸部３５６ａ，３５６ｂが形成されている。この排気側第２凸部３５６ａ，３５６ｂは、クランクシャフトＣＳの軸方向に沿って並設されている。なお、本実施形態の排気ポート中子支持面３５１ｂは、吸気ポート中子支持面３５１ａを鏡映対称とすれば、当該吸気ポート中子支持面３５１ａと多少の形状の相違はあるが、基本的な構造は同じであるため、図３Ｂに吸気ポート中子支持面３５１ａを示し、排気ポート中子支持面３５１ｂについては括弧内に対応する符号を付すことで図示を省略する。

　排気側第２凸部３５６ａは、４つの外部側面３５７ａ_１，３５７ａ_２，３５８ａ_１，３５８ａ_２と、頂面３５９ａと、を有している。排気側第２凸部３５６ｂは、４つの外部側面３５７ｂ_１，３５７ｂ_２，３５８ｂ_１，３５８ｂ_２と、頂面３５９ｂと、を有している。外部側面３５７ａ_１，３５７ａ_２，３５７ｂ_１，３５７ｂ_２は、Ｙ方向に対して実質的に平行な側面である。一方、外部側面３５８ａ_１，３５８ａ_２，３５８ｂ_１，３５８ｂ_２は、Ｘ方向に対して実質的に平行な側面である。頂面３５９ａ，３５９ｂは、上方に面するＺ方向に対して垂直な面である。

　排気側第２凸部３５６ａにおいて、外部側面３５７ａ_１，３５７ａ_２が対向すると共に、外部側面３５８ａ_１，３５８ａ_２が対向しており、これらの外部側面３５７ａ_１，３５７ａ_２，３５８ａ_１，３５８ａ_２が頂面３５９ａと連続することで、上方に向かって突出する矩形状の凸部が形成される。同様に、排気側第２凸部３５６ｂにおいて、外部側面３５７ｂ_１，３５７ｂ_２が対向すると共に、外部側面３５８ｂ_１，３５８ｂ_２が対向しており、これら外部側面３５７ｂ_１，３５７ｂ_２，３５８ｂ_１，３５８ｂ_２が頂面３５９ｂと連続することで、上方に向かって突出する矩形状の凸部が形成される。本実施形態における「ポート中子支持面３５１ａ，３５１ｂ」が本発明における「第２の面」の一例に相当し、本実施形態における「吸気側第２凸部３５２ａ，３５２ｂ」及び「排気側第２凸部３５６ａ，３５６ｂ」が本発明における「第４係合部」の一例に相当する。

　上型３７は、図１及び図２に示すように、押圧装置１３の駆動下において、上述した下型３１に対して接近又は離反するダイベース１３１に支持されており、当該下型３１と対向するように配置される。左右型３８ａ，３８ｂは、相互に対向配置されている。右型３８ａは、押圧装置１４に接続され、左型３８ｂは、押圧装置１５に接続されている。左右型３８ａ，３８ｂは、これら押圧装置１４，１５の同期駆動下において、相互に接近又は離反するように動作する。この左右型３８ａ，３８ｂは、相互に離れるに従って下型３１に接近するように傾斜するポート中子押え面３８１ａ，３８１ｂを有している。吸気ポート中子押え面３８１ａは、上述した吸気ポート中子支持面３５１ａに対向し、排気ポート中子押え面３８１ｂは、上述した排気ポート中子支持面３５１ｂと対向している。本実施形態では、この吸気ポート中子押え面３８１ａが吸気ポート中子４０の幅木部４７と接触し、排気ポート中子押え面３８１ｂが排気ポート中子５０の幅木部５７と接触する。前後型３９ａ，３９ｂは、相互に対向配置されている。前型３９ａは押圧装置１６に接続され、後型３９ｂは押圧装置１７に接続されている。前後型３９ａ，３９ｂは、押圧装置１６，１７の同期駆動下において、相互に接近又は離反するように動作する。本実施形態における「ポート中子押え面３８１ａ，３８１ｂ」が本発明における「第３の面」の一例に相当する。

　以上に説明した本実施形態の鋳型３０において、下型３１、上型３７、左右型３８ａ，３８ｂ、及び前後型３９ａ，３９ｂによって型締めがなされることで、当該鋳型３０の内部にシリンダヘッドＣＨの外形に対応したキャビティＳが画定する。なお、本実施形態において、キャビティＳの下型３１側でシリンダヘッドＣＨのガスケット面が形成され、当該キャビティＳの上型３７側でシリンダヘッドＣＨのカバー面が形成される。本実施形態における「キャビティＳ」が本発明における「キャビティ」の一例に相当する。

　鋳型３０の内部に画定されたキャビティＳには、当該キャビティＳ内に支持される吸排気ポート中子４０，５０と、ジャケット中子６０と、トップ中子７０と、が配設されている。ジャケット中子６０は、シリンダヘッドＣＨのウォータージャケットＷＪ２に対応する外形とされ、ポート中子４０，５０の本体部の周囲に沿って配設されている。このジャケット中子６０は、下型３１に形成されたジャケット中子支持溝３６２に取り付けられることで、キャビティＳ内に支持される。トップ中子７０は、吸排気バルブＩＶ，ＥＶの前進、後退を司るバルブスプリング等を収容する空間に対応する外形とされた中子である。

　以下の説明において、本実施形態の吸排気ポート中子４０，５０を、図１、図２及び図４を参照しながら、詳細に説明する。図４は本発明に係るポート中子の一実施の形態を斜め下方から見た状態を示す斜視図である。

　なお、排気ポート中子５０は、吸気ポート中子４０を鏡映対称とすれば、当該吸気ポート中子４０と多少の形状の相違はあるが、基本的な構造は同じである。したがって、以下の説明では、図４に吸気ポート中子４０を示し、排気ポート中子５０については括弧内に対応する符号を付すことで図示を省略し、吸気ポート中子４０と排気ポート中子５０の異なる構成については、都度その相違点を説明する。本実施形態における「吸気ポート中子４０」及び「排気ポート中子５０」が本発明における「鋳造用中子」の一例に相当する。

　本実施形態の吸気ポート中子４０は、内燃機関ＥＧの吸気ポートＩＰを形成するために用いられ（排気ポート中子５０は、内燃機関ＥＧの排気ポートＥＰを形成するために用いられる。）、図４に示すように、２つの第１の本体部４１と、１つの第２の本体部４４と、幅木部４７と、を有している。それぞれの本体部４１，４４，４１は、吸気ポートＩＰ，ＩＰ，ＩＰに対応した外形とされている。すなわち、吸気ポートＩＰは、上述のように主管部ＩＭＰと、当該主管部ＩＭＰから２方向に分岐された分岐管部ＩＢＰと、から構成されており、これに対して、本実施形態の本体部４１，４４，４１は、当該吸気ポートＩＰの外形に対応して２方向に分岐された先端を有している。なお、本体部４１，４４，４１の先端は、傾斜面とされた吸気孔形成面３３ａ，３３ｂに対応した傾斜面（すなわち、排気孔形成面３４ａ，３４ｂから離れるに従い下型３１に接近するように傾斜する傾斜面）となっており、当該吸気孔形成面３３ａ，３３ｂに密接に係合可能となっている。なお、排気ポート中子５０においては、本体部５１，５４，５１の先端は、傾斜面とされた排気孔形成面３４ａ，３４ｂに対応した傾斜面（すなわち、吸気孔形成面３３ａ，３３ｂから離れるに従い下型３１に接近するように傾斜する傾斜面）となっている。

　この本体部４１，４４，４１は、当該本体部４１，４４，４１の基端４３，４６，４３側で幅木部４７と連結されており、これら本体部４１，４４，４１及び幅木部４７は一体的に成形されている。なお、吸気ポート中子４０の本体部４１，４４，４１の基端４３，４６，４３においては、当該吸気ポート中子４０により成形される吸気ポートＩＰの吸気マニホールドとの接続面が形成される。本体部４１，４４，４１同士の間隔は、内燃機関ＥＧのシリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３に対応して、実質的に等間隔に配列されている。本実施形態の吸気ポート中子４０では、両端に位置する本体部が第１の本体部４１とされ、残余の本体部である中央に位置する本体部が第２の本体部４４とされている。

　第１の本体部４１（吸気ポート中子４０の両端に位置する本体部）は、先端４２ａ，４２ｂを有しており、当該先端４２ａ，４２ｂにおいて、チャンバーインサート３２の吸気孔形成面３３ａ，３３ｂと接触している（図２参照）。第１の本体部４１のそれぞれの先端４２ａ，４２ｂには、－Ｚ方向に向かって突出する一対の吸気側第１凸部４２１ａ，４２１ｂが形成されている。

　吸気側第１凸部４２１ａは、４つの外部側面４２２ａ_１，４２２ａ_２，４２３ａ_１，４２３ａ_２と、頂面４２４ａと、を有している。吸気側第１凸部４２１ｂは、４つの外部側面４２２ｂ_１，４２２ｂ_２，４２３ｂ_１，４２３ｂ_２と、頂面４２４ｂと、を有している。外部側面４２２ａ_１，４２２ａ_２，４２２ｂ_１，４２２ｂ_２は、Ｙ方向に対して実質的に平行な側面である。一方、外部側面４２３ａ_１，４２３ａ_２，４２３ｂ_１，４２３ｂ_２は、Ｘ方向に対して実質的に平行な側面である。頂面４２４ａ，４２４ｂは、下方に面するＺ方向に対して垂直な面である。

　吸気側第１凸部４２１ａにおいて、外部側面４２２ａ_１，４２２ａ_２が対向すると共に、外部側面４２３ａ_１，４２３ａ_２が対向しており、これらの外部側面４２２ａ_１，４２２ａ_２，４２３ａ_１，４２３ａ_２が頂面４２４ａと連続することで、下方に向かって突出する矩形状の凸部が形成される。同様に、吸気側第１凸部４２１ｂにおいて、外部側面４２２ｂ_１，４２２ｂ_２が対向すると共に、外部側面４２３ｂ_１，４２３ｂ_２が対向しており、これら外部側面４２２ｂ_１，４２２ｂ_２，４２２ｂ_１，４２２ｂ_２が頂面４２４ｂと連続することで、下方に向かって突出する矩形状の凸部が形成される。本実施形態における「第１の本体部４１」が本発明における「第１の本体部」の一例に相当し、本実施形態における「先端４２ａ，４２ｂ」が本発明における「本体部の先端」の一例に相当し、本実施形態における「吸気側第１凸部４２１ａ，４２１ｂ」が本発明における「第２係合部」の一例に相当する。

　第２の本体部４４（吸気ポート中子４０の中央に位置する本体部）は、先端４５ａ，４５ｂを有しており、当該先端４５ａ，４５ｂにおいて、チャンバーインサート３２の吸気孔形成面３３ａ，３３ｂと接触している（図２参照）。この第２の本体部４４のそれぞれの先端４５ａ，４５ｂには、上述した第１の本体部４１の先端４２ａ，４２ｂに形成された吸気側第１凸部４２１ａ，４２１ｂと同様、吸気側第１凸部４５１ａ，４５１ｂが形成されている。すなわち、吸気側第１凸部４５１ａは、Ｙ方向に対して実質的に平行な側面である外部側面４５２ａ_１，４５２ａ_２と、Ｘ方向に対して実質的に平行な側面である外部側面４５３ａ_１，４５３ａ_２とを有し、これら外部側面４５２ａ_１，４５２ａ_２，４５３ａ_１，４５３ａ_２が底面４５４ａと連続することで、下方に向かって突出する矩形状の凸部である。また、同様に、吸気側第１凸部４５１ｂは、Ｙ方向に対して実質的に平行な側面である外部側面４５２ｂ_１，４５２ｂ_２と、Ｘ方向に対して実質的に平行な側面である外部側面４５３ｂ_１，４５３ｂ_２とを有し、これら外部側面４５２ｂ_１，４５２ｂ_２，４５３ｂ_１，４５３ｂ_２が底面４５４ｂと連続することで、下方に向かって突出する矩形状の凸部である。本実施形態における「第２の本体部４４」が本発明における「第２の本体部」の一例に相当し、本実施形態における「先端４５ａ，４５ｂ」が本発明における「本体部の先端」の一例に相当し、本実施形態における「吸気側第１凸部４５１ａ，４５１ｂ」が本発明における「第６係合部」の一例に相当する。

　なお、第１の本体部４１の先端４２ａに形成される吸気側第１凸部４２１ａと、第２の本体部４４の先端４５ａに形成される吸気側第１凸部４５１ａとは、これら吸気側第１凸部４２１ａ，４５１ａが嵌合する吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂに対する位置が異なる点で相違し、同様に、第１の本体部４１の先端４２ｂに形成される吸気側第１凸部４２１ｂと、第２の本体部４４の先端４５ｂに形成される吸気側第１凸部４５１ｂとは、これら吸気側第１凸部４２１ｂ，４５１ｂが嵌合する吸気側第１凹部３３１ｂ，３３１ｂに対する位置が異なる点で相違しているが、これについては後に詳細に説明する。

　幅木部４７は、上述した母型３５と右型３８ａの間に挟持されている。この幅木部４７は、鋳型３０内に形成されるキャビティＳの側面（すなわち、成形されるシリンダヘッドＣＨの側面）から突出しており、当該幅木部４７が下型３１及び右型３８ａに支持されることで、吸気ポート中子４０の各本体部４１，４４，４１が当該キャビティＳ内に支持される。

　幅木部４７は、下面４８において母型３５の吸気ポート中子支持面３５１ａと接触し、上面４９において右型３８ａの吸気ポート中子押え面３８１ａと接触している。上面４９は傾斜面であり、短手方向断面視において、本体部の先端から離れるに従って下型３１に接近するように傾斜している。この下面４８と、上述の吸気ポート中子押え面３８１ａとは、相互に略等勾配で傾斜する傾斜面とされており、互いに密接している。なお、排気ポート中子５０においては、上面５９は、短手方向断面視において、本体部の先端から離れるに従って下型３１に接近するように傾斜する傾斜面とされている。下面４８は、略水平な平坦面とされており、当該下面４８には、＋Ｚ方向に向かって陥没する吸気側第２凹部４８１ａ，４８１ｂが形成されている。

　吸気側第２凹部４８１ａは、４つの内部側面４８２ａ_１，４８２ａ_２，４８３ａ_１，４８３ａ_２と、底面４８４ａと、を有している。吸気側第２凹部４８１ｂは、４つの内部側面４８２ｂ_１，４８２ｂ_２，４８３ｂ_１，４８３ｂ_２と、底面４８４ｂと、を有している。内部側面４８２ａ_１，４８２ａ_２，４８２ｂ_１，４８２ｂ_２は、Ｙ方向に対して実質的に平行な側面である。一方、内部側面４８３ａ_１，４８３ａ_２，４８３ｂ_１，４８３ｂ_２は、Ｘ方向に対して実質的に平行な側面である。底面４８４ａ，４８４ｂは、下方に面するＺ方向に対して垂直な面である。

　吸気側第２凹部４８１ａにおいて、内部側面４８２ａ_１，４８２ａ_２が対向すると共に、内部側面４８３ａ_１，４８３ａ_２が対向しており、これらの内部側面４８２ａ_１，４８２ａ_２，４８３ａ_１，４８３ａ_２が底面４８４ａと連続することで、下方に開口する矩形状の凹部が形成される。同様に、吸気側第２凹部４８１ｂにおいて、内部側面４８２ｂ_１，４８２ｂ_２が対向すると共に、内部側面４８３ｂ_１，４８３ｂ_２が対向しており、これら内部側面４８２ｂ_１，４８２ｂ_２，４８３ｂ_１，４８３ｂ_２が底面４８４ｂと連続することで、下方に開口する矩形状の凹部が形成される。本実施形態における「幅木部４７」が本発明における「幅木部」の一例に相当し、本実施形態における「下面４８」が本発明における「幅木部の下面」の一例に相当し、本実施形態における「上面４９」が本発明における「幅木部の上面」の一例に相当し、本実施形態における「吸気側第２凹部４８１ａ，４８１ｂ」が本発明における「第３係合部」の一例に相当する。

　次に、本実施形態のシリンダヘッド鋳造装置１の作用について、図５及び図６Ａ～図６Ｄを参照しながら、詳細に説明する。

　図５は本発明に係る下型にポート中子を支持させた状態を示す平面図、図６Ａは図５のVIA-VIA線に沿った断面図、図６Ｂは図５のVIB-VIB線に沿った断面図、図６Ｃは図５のVIC-VIC線に沿った断面図、図６Ｄは図５のVID-VID線に沿った断面図である。

　本実施形態のシリンダヘッド鋳造装置１では、下型３１によりポート中子４０，５０を支持させると、平面視において図５に示すような位置関係となる。吸気ポート中子４０のうち図中上方に位置する第１の本体部４１とチャンバーインサート３２において、当該第１の本体部４１の先端４２ａに形成された対をなす吸気側第１凸部の一方の吸気側第１凸部４２１ａは、当該吸気側第１凸部４２１ａに対応するチャンバーインサート３２の吸気孔形成面３３ａに形成された対をなす吸気側第１凹部の一方の吸気側第１凹部３３１ａに嵌合している。また、第１の本体部４１の先端４２ｂに形成された対をなす吸気側第１凸部の他方の吸気側第１凸部４２１ｂは、当該吸気側第１凸部４２１ｂに対応するチャンバーインサート３２の吸気孔形成面３３ｂに形成された対をなす吸気側第１凹部の他方の吸気側第１凹部３３１ｂに嵌合している。

　吸気側第１凸部４２１ａ（すなわち、対をなす吸気側第１凸部４２１ａ，４２１ｂのうち一方の第１凸部）は、平面視において、吸気側第１凹部３３１ａ（すなわち、対をなす吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂのうち一方の第１凹部）よりも小さい外形とされている。また、この吸気側第１凸部４２１ａは、平面視において、その中心が吸気側第１凹部３３１ａの中心よりも－Ｘ方向にずれて形成されている。因みに、本明細書において、「中心」とは、平面形状における重心に相当する点を示す。

　一方、吸気側第１凸部４２１ｂ（すなわち、対をなす吸気側第１凸部４２１ａ，４２１ｂのうち他方の第１凸部）は、平面視において、吸気側第１凹部３３１ｂ（すなわち、対をなす吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂのうち一方の第１凹部）よりも小さい外形とされている。また、この吸気側第１凸部４２１ｂは、平面視において、その中心が吸気側第１凹部３３１ｂの中心よりも＋Ｘ方向にずれて形成されている。

　このように、対をなす吸気側第１凸部４２１ａ，４２１ｂは、それぞれの吸気側第１凸部４２１ａ，４２１ｂが嵌合する吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂに対して、Ｘ方向（すなわち、クランクシャフトＣＳの軸方向に対して実質的に垂直な方向）において相互に離反するように設けられている。そして、一方の吸気側第１凸部４２１ａ及び吸気側第１凹部３３１ａにおいて、Ｙ方向（すなわち、クランクシャフトＣＳの軸方向）に対して実質的に平行な面の一方の面である側面４２２ａ_１，３３２ａ_１が接触し、他方の吸気側第１凸部４２１ｂ及び吸気側第１凹部３３１ｂにおいて、Ｙ方向に対して実質的に平行な面の他方の面である側面４２２ｂ_２,３３２ｂ_２が接触している。この結果、相互に接触する吸気ポート中子４０の先端４２ａ，４２ｂと吸気孔形成面３３ａ，３３ｂでは、当該吸気ポート中子４０のＸ方向における微動が規制される。

　本実施形態における「内部側面３３２ａ_１，３３２ｂ_２」が本発明における「第１係合部の接触面」の一例に相当し、「外部側面４２２ａ_１，４２２ｂ_２」が本発明における「第２係合部の接触面」の一例に相当する。

　なお、図６Ａに示すように、相互に嵌合される吸気側第１凸部４２１ａと吸気側第１凹部３３１ａとにおいて、当該吸気側第１凸部４２１ａの高さは、当該吸気側第１凹部３３１ａの深さよりも小さい値となっている。つまり、吸気側第１凸部４２１ａは、その頂面４２４ａが吸気側第１凹部３３１ａの底面３３４ａと接触することなく、当該吸気側第１凹部３３１ａに遊嵌されている。同様に、図６Ｂに示すように、相互に嵌合される吸気側第１凸部４２１ｂと吸気側第１凹部３３１ｂとにおいて、当該吸気側第１凸部４２１ｂの高さは、当該吸気側第１凹部３３１ｂの深さよりも小さい値となっている。つまり、吸気側第１凸部４２１ｂは、その頂面４２４ｂが吸気側第１凹部３３１ｂの底面３３４ｂと接触することなく、当該吸気側第１凹部３３１ｂに遊嵌されている。

　このように、吸気側第１凸部４２１ａ，４２１ｂを吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂに遊嵌させることで、溶湯Ｌを注入した後の、鋳型３０を構成する材料の熱膨張係数と吸気ポート中子４０を構成する材料の熱膨張係数との差に起因した、当該吸気ポート中子４０の破壊が抑制される。すなわち、溶湯ＬをキャビティＳ内に注入すると、当該溶湯Ｌに面する鋳型３０と吸気ポート中子４０とが加熱され膨張する。この際、鋳型３０と吸気ポート中子４０とで熱膨張の程度に差が生じるため、当該給気ポート中子４０が圧潰するおそれがある。これに対し、本実施形態のように、吸気側第１凸部４２１ａ，４２１ｂを吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂに遊嵌させることで、当該吸気側第１凸部４２１ａ及び吸気側第１凹部３３１ａ間、及び、当該吸気側第１凸部４２１ｂ及び吸気側第１凹部３３１ｂ間に逃げ代が確保される。この逃げ代に熱膨張した鋳型３０及び吸気ポート中子４０が入り込み、吸気ポート中子４０の破壊が抑制される。

　図５に戻って、吸気ポート中子４０のうち図中下方に位置する第１の本体部４１とチャンバーインサート３２においても、上述と同様、対をなす吸気側第１凸部の一方の吸気側第１凸部４２１ａの外部側面４２２ａ_１と、対をなす吸気側第１凹部の一方の吸気側第１凹部３３１ａの内部側面３３２ａ_１とが相互に接触し、対をなす吸気側第１凸部の他方の吸気側第１凸部４２１ｂの外部側面４２２ｂ_２と、対をなす吸気側第１凹部の他方の吸気側第１凹部３３１ｂの内部側面３３２ｂ_２とが相互に接触している。この結果、吸気ポート中子４０の両端に位置する第１の本体部４１の先端４２ａ，４２ｂとチャンバーインサート３２の吸気孔形成面３３ａ，３３ｂにおいて、当該吸気ポート中子４０のＸ方向における微動が規制される。この下方に位置する第１の本体部４１とチャンバーインサート３２においても、吸気側第１凸部４２１ａ，４２１ｂは、吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂに遊嵌されている。

　これに対し、吸気ポート中子４０のうち第２の本体部４４とチャンバーインサート３２においては、当該第２の本体部４４の先端４５ａに形成された対をなす吸気側第１凸部の一方の吸気側第１凸部４５１ａは、当該吸気側第１凸部４５１ａに対応するチャンバーインサート３２の吸気孔形成面３３ａに形成された対をなす吸気側第１凹部の一方の吸気側第１凹部３３１ａに嵌合している。また、第２の本体部４４の先端４５ｂに形成された対をなす吸気側第１凸部の他方の吸気側第１凸部４５１ｂは、当該吸気側第１凸部４５１ｂに対応するチャンバーインサート３２の吸気孔形成面３３ｂに形成された対をなす吸気側第１凹部の他方の吸気側第１凹部３３１ｂに嵌合している。

　吸気側第１凸部４５１ａ（すなわち、対をなす吸気側第１凸部４５１ａ，４５１ｂのうち一方の第１凸部）は、平面視において、吸気側第１凹部３３１ａ（すなわち、対をなす吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂのうち一方の第１凹部）よりも小さい外形とされている。また、この吸気側第１凸部４５１ａは、平面視において、その中心が吸気側第１凹部３３１ａの中心よりも－Ｙ方向にずれて形成されている。

　一方、吸気側第１凸部４５１ｂ（すなわち、対をなす吸気側第１凸部４５１ａ，４５１ｂのうち他方の第１凸部）は、平面視において、吸気側第１凹部３３１ｂ（すなわち、対をなす吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂのうち一方の第１凹部）よりも小さい外形とされている。また、この吸気側第１凸部４５１ｂは、平面視において、その中心が吸気側第１凹部３３１ｂの中心よりも＋Ｙ方向にずれて形成されている。

　このように、図６Ｃに示すように、対をなす吸気側第１凸部４５１ａ，４５１ｂは、それぞれの吸気側第１凸部が嵌合する吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂに対して、Ｙ方向において相互に接近するように設けられている。そして、一方の吸気側第１凸部４５１ａ及び吸気側第１凹部３３１ａにおいて、Ｘ方向に対して実質的に平行な面の一方の面である側面４５３ａ_１，３３３ａ_１が接触し、他方の吸気側第１凸部４５１ｂ及び吸気側第１凹部３３１ｂにおいて、Ｘ方向に対して実質的に平行な面の他方の面である側面４５３ｂ_２,３３３ｂ_２が接触している。この結果、第２の本体部４４の先端４５ａ，４５ｂが振動するのを抑制している。すなわち、第２の本体部４４は、基端４６側が固定端とされ、先端４５ａ，４５ｂ側が自由端とされたＸ方向に沿って延在する部材であるが、その先端４５ａ，４５ｂにおいて振動し易い構造となっている。つまり、第２の本体部４４の延在方向（Ｘ方向）での伸縮を規制するよりも、当該第２の本体部４４のＹ方向に沿った横揺れ（振動）を規制することで、成形される吸気ポートＩＰの寸法精度の向上がより図られる。

　本実施形態における「内部側面３３３ａ_１，３３３ｂ_２」が本発明における「第５係合部の接触面」の一例に相当し、「外部側面４５３ａ_１，４５３ｂ_２」が本発明における「第６係合部の接触面」の一例に相当する。

　なお、相互に嵌合される吸気側第１凸部４５１ａと吸気側第１凹部３３１ａとにおいて、当該吸気側第１凸部４５１ａの高さは、当該吸気側第１凹部３３１ａの深さよりも小さい値となっている。つまり、吸気側第１凸部４５１ａは、その底面４５４ａが吸気側第１凹部３３１ａの底面３３４ａと接触することなく、当該吸気側第１凹部３３１ａに遊嵌している。同様に、相互に嵌合される吸気側第１凸部４５１ｂと吸気側第１凹部３３１ｂとにおいて、当該吸気側第１凸部４５１ｂの高さは、当該吸気側第１凹部３３１ｂの深さよりも小さい値となっている。つまり、吸気側第１凸部４５１ｂは、その底面４５４ｂが吸気側第１凹部３３１ｂの底面３３４ｂに接触することなく、当該吸気側第１凹部３３１ｂに遊嵌している。

　このように、吸気側第１凸部４５１ａ，４５１ｂを吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂに遊嵌させることで、上述した吸気側第１凸部４２１ａ，４２１ｂを吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂに遊嵌させる場合と同様、溶湯Ｌを注入した後の、鋳型３０を構成する材料の熱膨張係数と吸気ポート中子４０を構成する材料の熱膨張係数との差に起因した、当該吸気ポート中子４０の破壊が抑制される。

　図５に戻って、吸気ポート中子４０の幅木部４７と母型３５においては、当該母型３５の吸気ポート中子支持面３５１ａに形成された対をなす吸気側第２凸部の一方の吸気側第２凸部３５２ａは、当該吸気側第２凸部３５２ａに対応する幅木部４７の下面４８に形成された対をなす吸気側第２凹部の一方の吸気側第２凹部４８１ａに嵌合している。また、母型３５の吸気ポート中子支持面３５１ａに形成された対をなす吸気側第２凸部の他方の吸気側第２凸部３５２ｂは、当該吸気側第２凸部３５２ｂに対応する幅木部４７の下面４８に形成された対をなす吸気側第２凹部の他方の吸気側第２凹部４８１ｂに嵌合している。

　吸気側第２凸部３５２ａ（すなわち、対をなす吸気側第２凸部３５２ａ，３５２ｂのうち一方の第２凸部）は、平面視において、吸気側第２凹部４８１ａ（すなわち、対をなす吸気側第２凹部４８１ａ，４８１ｂのうち一方の第２凹部）よりも小さい外形とされている。また、この吸気側第２凸部３５２ａは、平面視において、その中心が吸気側第２凹部４８１ａの中心よりも－Ｙ方向にずれて形成されている。

　これに対して、吸気側第２凸部３５２ｂ（すなわち、対をなす吸気側第２凸部３５２ａ，３５２ｂのうち他方の第２凸部）は、平面視において、吸気側第２凹部４８１ｂ（すなわち、対をなす吸気側第２凹部４８１ａ，４８１ｂのうち他方の第２凹部）よりも小さい外形とされている。また、この吸気側第２凸部３５２ｂは、平面視において、その中心が吸気側第２凹部４８１ｂの中心よりも＋Ｙ方向にずれて形成されている。

　このように、図６Ｄに示すように、対をなす吸気側第２凸部３５２ａ，３５２ｂは、それぞれの吸気側第２凸部が嵌合する吸気側第２凹部４８１ａ，４８１ｂに対して、Ｙ方向において相互に接近するように設けられている。そして、一方の吸気側第２凸部３５２ａ及び吸気側第２凹部４８１ａにおいて、Ｘ方向に対して実質的に平行な面の一方の面である側面３５４ａ_１，４８３ａ_１が接触し、他方の吸気側第２凸部３５２ｂ及び吸気側第２凹部４８１ｂにおいて、Ｘ方向に対して実質的に平行な面の他方の面である側面３５４ｂ_２,４８３ｂ_２が接触している。この結果、相互に接触する吸気ポート中子４０の下面４８と吸気ポート中子支持面３５１ａでは、当該吸気ポート中子４０のＹ方向における微動が規制される。

　本実施形態における「内部側面４８３ａ_１，４８３ｂ_２」が本発明における「第３係合部の接触面」の一例に相当し、「外部側面３５４ａ_１，３５４ｂ_２」が本発明における「第４係合部の接触面」の一例に相当する。

　なお、相互に嵌合される吸気側第２凸部３５２ａと吸気側第２凹部４８１ａとにおいて、当該吸気側第２凸部３５２ａの高さは、当該吸気側第２凹部４８１ａの深さよりも小さい値となっている。つまり、吸気側第２凸部３５２ａは、その頂面３５５ａが吸気側第２凹部４８１ａの底面４８４ａと接触することなく、当該吸気側第２凹部４８１ａに遊嵌している。同様に、相互に嵌合される吸気側第２凸部３５２ｂと吸気側第２凹部４８１ｂとにおいて、当該吸気側第２凸部３５２ｂの高さは、当該吸気側第２凹部４８１ｂの深さよりも小さい値となっている。つまり、吸気側第２凸部３５２ｂは、その頂面３５５ｂが吸気側第２凹部４８１ｂの底面４８４ｂと接触することなく、当該吸気側第２凹部４８１ｂに遊嵌している。

　このように、吸気側第２凸部３５２ａ，３５２ｂを吸気側第２凹部４８１ａ，４８１ｂに遊嵌させることで、上述した吸気側第１凸部４２１ａ，４２１ｂを吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂに遊嵌させる場合と同様、溶湯Ｌを注入した後の、鋳型３０を構成する材料の熱膨張係数と吸気ポート中子４０を構成する材料の熱膨張係数との差に起因した、当該吸気ポート中子４０の破壊が抑制される。

　吸気ポート中子４０の幅木部４７と右型３８ａにおいては、傾斜面とされた当該幅木部４７の上面４９が、当該上面４９に対応する傾斜面とされる当該右型３８ａの吸気ポート中子押え面３８１ａと接触している（図２参照）。右型３８ａのこの吸気ポート中子押え面３８１ａが上面４９を下方（すなわち、母型３５の吸気ポート中子支持面３５１ａ側）に押し付けることで、Ｚ方向（すなわち、内燃機関ＥＧのシリンダＣの軸方向）における吸気ポート中子４０の微動が規制される。

　なお、排気ポート中子５０については、上述したように、吸気ポート中子４０を鏡映対称とすれば、当該吸気ポート中子４０と多少の形状の相違はあるが、基本的な構造は同じであるから、その詳細な説明は省略する。因みに、シリンダヘッド鋳造装置１においては、この排気ポート中子５０でも、上述した吸気ポート中子４０の場合と同様の作用を得ることができる。

　次に、本実施形態に係るシリンダヘッド鋳造装置１を用いたシリンダヘッドＣＨの鋳造方法について詳細に説明する。図７Ａは本発明の一実施の形態に係るシリンダヘッドの鋳造方法を示す工程図、図７Ｂは本発明の一実施の形態に係る中子支持工程（その１）を説明するための断面図、図７Ｃは本発明の一実施の形態に係る中子支持工程（その２）を説明するための断面図、図７Ｄは本発明の一実施の形態に係る中子支持工程（その３）を説明するための断面図である。

　本実施形態のシリンダヘッドＣＨの鋳造方法は、図７Ａに示すように、準備工程Ｓ１と、ポート中子支持工程Ｓ２と、型締め工程Ｓ３と、溶湯注入工程Ｓ４と、型開き工程Ｓ５と、砂抜工程Ｓ６と、を備えている。本実施形態における「準備工程Ｓ１」が本発明における「準備工程」の一例に相当し、本実施形態における「ポート中子支持工程Ｓ２」が本発明における「中子支持工程」の一例に相当し、本実施形態における「溶湯注入工程Ｓ４」が本発明における「溶湯注入工程」の一例に相当する。

　まず、準備工程Ｓ１において、本実施形態の鋳型３０及び中子４０，５０，６０，７０を準備する。そして、準備工程Ｓ１において準備した母型３５の突起３６３を、プラテン１２の溝１２１ａに係合して当該母型３５を固定する。そして、プラテン１２に固定された母型３５の嵌合溝３６１にチャンバーインサート３２を嵌合させる。なお、チャンバーインサート３２は、母型３５をプラテン１２に固定する前に、予め嵌合させていてもよい。そして、母型３５のジャケット中子支持溝３６２にジャケット中子６０を装填する。

　次いで、ポート中子支持工程Ｓ２において、吸排気ポート中子４０，５０を鋳型３０に支持させる。ここでは、吸気ポート中子４０を鋳型３０に支持する工程について説明する。まず、図７Ｂに示すように、吸気ポート中子４０の各本体部の先端をチャンバーインサート３２の吸気孔形成面に当接させる。吸気ポート中子４０の両端に位置する第１の本体部４１の先端４２ａ，４２ｂとチャンバーインサート３２の吸気孔形成面３３ａ，３３ｂにおいては、先端４２ａに形成された吸気側第１凸部４２１ａが吸気孔形成面３３ａに形成された吸気側第１凹部３３１ａに入り込むと共に、先端４２ｂに形成された吸気側第１凸部４２１ｂが吸気孔形成面３３ｂに形成された吸気側第１凹部３３１ｂに入り込む。なお、吸気ポート中子４０の中央に位置する第２の本体部４４の先端４５ａ，４５ｂとチャンバーインサート３２の吸気孔形成面３３ａ，３３ｂにおいても、上述と同様、吸気側第１凸部４５１ａが吸気側第１凹部３３１ａに入り込み、吸気側第１凸部４５１ｂが吸気孔形成面３３ｂに形成された吸気側第１凹部３３１ｂに入り込む。

　そして、図７Ｃに示すように、当該吸気ポート中子４０の幅木部４７の下面４８を母型３５の吸気ポート中子支持面３５１ａに当接する。幅木部４７の下面４８と母型３５の吸気ポート中子支持面３５１ａにおいては、吸気ポート中子支持面３５１ａに形成された吸気側第２凸部３５２ａが下面４８に形成された吸気側第２凹部４８１ａに入り込むと共に、吸気側第２凸部３５２ｂが吸気側第２凹部４８１ｂに入り込む。そして、幅木部４７の下面４８を母型３５の吸気ポート中子支持面３５１ａに押し付けることで、吸気第２凸部３５２ａの外部側面３５４ａ_１と吸気側第２凹部４８１ａの内部側面４８３ａ_１が相互に接触するように、当該吸気側第２凸部３５２ａが当該吸気側第２凹部４８１ａに嵌合する（図５及び図６Ｄ参照）。また、同様に、吸気側第２凸部３５２ｂの外部側面３５４ｂ_２と吸気側第２凹部４８１ｂの内部側面４８３ｂ_２とが相互に接触するように、当該吸気側第２凸部３５２ｂが当該吸気側第２凹部４８１ｂに嵌合する（図５及び図６Ｄ参照）。これにより、Ｙ方向（すなわち、クランクシャフトＣＳの軸方向と実質的に平行な方向）における吸気ポート中子４０の微動が規制される。

　上述のＹ方向における吸気ポート中子４０の位置決めが行われることに合わせて、各本体部の先端とチャンバーインサート３２の吸気孔形成面においても、当該吸気ポート中子４０の位置決めが行われる。すなわち、第１の本体部４１においては、吸気側第１凸部４２１ａの外部側面４２２ａ_１と吸気側第１凹部３３１ａの内部側面３３２ａ_１とが相互に接触するように、当該吸気側第１凸部４２１ａが当該吸気側第１凹部３３１ａに嵌合する（図５及び図６Ａ）。また、同様に、吸気側第１凸部４２１ｂの外部側面４２２ｂ_２と、吸気側第１凹部３３１ｂの内部側面３３２ｂ_２とが相互に接触するように、当該吸気側第１凸部４２１ｂが当該吸気側第１凹部３３１ｂに嵌合する（図５及び図６Ｂ）。これにより、Ｘ方向（すなわち、クランクシャフトＣＳの軸方向と実質的に垂直な方向）における吸気ポート中子４０の微動が規制される。なお、第２の本体部４４では、相互に嵌合する一方の給気側第１凸部４５１ａ及び給気側第１凹部３３１ａにおいて一方の側面４５３ａ_１，３３３ａ_１が接触し、相互に嵌合する他方の給気側第１凸部４５１ｂ及び給気側第１凹部３３１ｂにおいて他方の側面４５３ｂ_２，３３３ｂ_２が接触することで、当該第２の本体部４４の振動が抑制される。以上により、吸気ポート中子４０が、平面視における下型３１上の所定位置に支持される。

　次いで、図７Ｄに示すように、鋳型３０の左右型３８ａ，３８ｂ及び前後型３９ａ，３９ｂを組み合わせる。右型３８ａを退避位置から型締め位置（すなわち、－Ｘ方向）に向かって移動させると、当該右型３８ａの吸気ポート中子押え面３８１ａが幅木部４７の上面４９と相互に接触する。上面４９及び吸気ポート中子押え面３８１ａは、本体部の先端から離れるに従って下型３１に接近するように傾斜する傾斜面であるため、右型３８ａの－Ｘ方向に向かう移動により、吸気ポート中子押え面３８１ａが接触する幅木部４７を下方（すなわち、下型３１側）に押し付け、Ｚ方向（すなわち、内燃機関ＥＧのシリンダＣの軸方向）における吸気ポート中子４０の位置決めが行われる。以上により、吸気ポート中子４０が、鋳型３０内における所定位置に支持される。なお、吸気ポート中子４０を支持するに合わせて、排気ポート中子５０も鋳型３０内に支持する。この排気ポート中子５０は、上述した吸気ポート中子４０を支持する工程と同様の工程により、鋳型３０内の所定位置に支持される。

　ポート中子支持工程Ｓ２の後、トップ中子７０を鋳型３０内に装填し、上型３７を組み合わせる。次いで、型締め工程Ｓ３において、鋳型３０の下型３１、上型３７、左右型３８ａ，３８ｂ、及び前後型３９ａ，３９ｂによる型締めがなされ、当該鋳型３０の内部にキャビティＳが画定する。次いで、溶湯注入工程Ｓ４において、キャビティＳ内に溶湯Ｌを注入する。溶湯Ｌが凝固した後、型開き工程Ｓ５において、押圧装置１３～１７を駆動させて各鋳型３７，３８ａ，３８ｂ，３９ａ，３９ｂを型締め位置から離れた退避位置に戻して、鋳型３０の型開きを行う。次いで、砂抜工程Ｓ６において、各中子４０，５０，６０，７０の砂抜きを行うことで、シリンダヘッドＣＨを得ることができる。

　本実施形態のシリンダヘッド鋳造装置１及びシリンダヘッドの鋳造方法は、以下の効果を奏する。

（１）本実施形態では、吸気ポート中子４０の本体部４１，４４，４１の先端４２，４５，４２をチャンバーインサート３２の吸気孔形成面３３ａ，３３ｂに接触させ、当該吸気ポート中子４０の幅木部４７の下面４８を母型３５の吸気ポート中子支持面３５１ａに接触させ、当該幅木部４７の上面４９を右型３８ａの吸気ポート中子押え面３８１ａに接触させた状態で、当該吸気ポート中子４０を支持する。これにより、吸気ポート中子４０の微動が規制され、当該吸気ポート中子４０の位置決め精度の低下が抑制される。

（２）また、本実施形態では、吸気ポート中子４０の第１の本体部４１の先端４２ａ，４２ｂ及びチャンバーインサート３２の吸気孔形成面３３ａ，３３ｂにおいて、当該先端４２ａ，４２ｂに対をなす吸気側第１凸部４２１ａ，４２１ｂが形成され、当該吸気孔形成面３３ａ，３３ｂに当該対をなす吸気側第１凸部４２１ａ，４２１ｂとそれぞれ遊嵌する対をなす吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂが形成されている。そして、対をなす吸気側第１凸部の一方の吸気側第１凸部４２１ａの外部側面４２２ａ_１と、当該吸気側第１凸部４２１ａに対応する吸気側第１凹部３３１ａの内部側面３３２ａ_１とが、Ｙ方向に対して実質的に平行（すなわち、クランクシャフトＣＳの軸方向に対して実質的に平行）な面の一方において接触し、対をなす吸気側第１凸部の他方の吸気側第１凸部４２１ｂの外部側面４２２ｂ_２と、当該吸気側第１凸部４２１ｂに対応する吸気側第１凹部３３１ｂの内部側面３３２ｂ_２とが、Ｙ方向に対して実質的に平行な面の他方において接触する状態で、第１の本体部４１をキャビティＳ内に支持することで、吸気ポート中子４０のＸ方向（すなわち、クランクシャフトＣＳの軸方向に対して実質的に垂直な方向）における微動が規制され、当該吸気ポート中子４０の位置決め精度の低下がさらに抑制される。

（３）また、本実施形態では、吸気ポート中子４０の幅木部４７の下面４８及び母型３５の吸気ポート中子支持面３５１ａにおいて、当該吸気ポート中子支持面３５１ａに対をなす吸気側第２凸部３５２ａ，３５２ｂが形成され、下面４８に当該対をなす吸気側第２凸部３５２ａ，３５２ｂとそれぞれ遊嵌する吸気側第２凹部４８１ａ，４８１ｂが形成されている。そして、対をなす吸気側第２凸部の一方の吸気側第２凸部３５２ａの外部側面３５４ａ_１と、当該吸気側第２凸部３５２ａに対応する吸気側第２凹部４８１ａの内部側面４８３ａ_１とが、Ｘ方向に対して実質的に平行（すなわち、クランクシャフトの軸方向に対して実質的に垂直）な面の一方において接触し、対をなす吸気側第２凸部の他方の吸気側第２凸部３５２ｂの外部側面３５４ｂ_２と、当該吸気側第２凸部３５２ｂに対応する吸気側第２凹部４８１ｂの内部側面４８３ｂ_２とが、Ｘ方向に対して実質的に平行な面の他方において接触する状態で、幅木部４７を鋳型３０により支持することで、吸気ポート中子４０のＹ方向（すなわち、クランクシャフトＣＳの軸方向に対して実質的に平行な方向）における微動が規制され、当該吸気ポート中子４０の位置決め精度の低下がさらに抑制される。

（４）また、本実施形態では、内燃機関ＥＧは３気筒型内燃機関であり、当該内燃機関ＥＧのシリンダＣのうち両端に位置するシリンダＣ１，Ｃ３に対応する本体部は、第１の本体部４１とされ、残余のシリンダＣ２に対応する本体部（すなわち、ここでは第１の本体部４１以外の本体部）は、第２の本体部４４とされている。そして、第２の本体部４４の先端４５ａ，４５ｂ及びチャンバーインサート３２の吸気孔形成面３３ａ，３３ｂにおいて、当該先端４５ａ，４５ｂに対をなす吸気側第１凸部４５１ａ，４５１ｂが形成され、当該吸気孔形成面３３ａ，３３ｂに当該対をなす吸気側第１凸部４５１ａ，４５１ｂとそれぞれ遊嵌する対をなす吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂが形成されている。この対をなす吸気側第１凸部の一方の吸気側第１凸部４５１ａの外部側面４５３ａ_１と、当該吸気側第１凸部４５１ａに対応する吸気側第１凹部３３１ａの内部側面３３３ａ_１とが、Ｘ方向に対して実質的に平行（すなわち、クランクシャフトの軸方向に対して実質的に垂直）な面の一方において接触し、対をなす吸気側第１凸部の他方の吸気側第１凸部４５１ｂの外部側面４５３ｂ_２と、当該吸気側第１凸部４５１ｂに対応する吸気側第１凹部３３１ｂの内部側面３３３ｂ_２とが、Ｘ方向に対して実質的に平行な面の他方において接触する状態で、第２の本体部４４をキャビティＳ内に支持することで、第１の本体部４１により吸気ポート中子４０のＸ方向（すなわち、クランクシャフトＣＳの軸方向に対して実質的に垂直な方向）における微動が規制されると共に、第２の本体部４４が振動するのを抑制することができる。

（５）なお、排気ポート中子５０を支持する場合においても、本実施形態のシリンダヘッド鋳造装置１及びシリンダヘッドの鋳造方法により、上述の吸気ポート中子４０と同様の効果を奏することができる。

（６）また、本実施形態のシリンダヘッド鋳造装置１及びシリンダヘッドの鋳造方法を用いることで、これらにより成形されたシリンダヘッドＣＨを有する内燃機関ＥＧの燃費の向上が図られる。すなわち、本実施形態のシリンダヘッド鋳造装置１及びシリンダヘッドの鋳造方法により成形されたシリンダヘッドＣＨの吸排気ポートＩＰ，ＥＰは、高い精度の位置決めが行われた吸排気ポート中子４０，５０に対応して良好な寸法精度を有している。このため、たとえば、吸排気ポートＩＰ，ＥＰにおける吸排気マニホールドとの接続部において、位置ずれによる段差が生じるのを抑制することができる。これにより、吸気ポートＩＰ内を流下する吸入混合気の流れや、排気ポートＥＰ内を流下する排気の流れが段差により乱されるのを抑制し、延いては、内燃機関ＥＧの燃費の向上が図られる。

（７）また、吸気ポートＩＰにおいては、当該吸気ポートＩＰ内の体積の理論値（設計値）に基づいて、当該理論値に対してストイキ近傍となる所定量の燃料が燃料噴射バルブより噴射されるが、この吸気ポートＩＰ内の実体積が上述の理論値と異なった値であると、吸気ポートＩＰ内の吸入混合気における実空燃比が理論空燃比から外れてしまい、延いては、内燃機関ＥＧの燃費を悪化させるおそれがある。これに対して、本実施形態では、吸気ポート中子４０を高い精度で位置決めすることで、成形される吸気ポートＩＰの実体積を理論値により近づけることができ、延いては、内燃機関ＥＧの燃費の悪化を抑制することができる。

（８）また、排気ポートＥＰにおいては、当該排気ポートＥＰ内の体積の理論値に基づいて、ストイキ近傍において排気を浄化する排気触媒が設けられるが、この排気ポートＥＰ内の実体積が上述の理論値と異なった値であると、排気ポートＩＰ内に流下する排気量が理論値から外れてしまい、延いては、排気触媒の排気浄化能力を悪化させるおそれがある。これに対して、本実施形態では、排気ポート中子５０を高い精度で位置決めすることで、成形され排気ポートＥＰの実体積を理論値により近づけることができ、延いては、排気触媒の排気浄化能力の悪化を抑制することができる。

　なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

　本実施形態では、吸気ポート中子４０の第１の本体部４１の先端４２ａ，４２ｂに対をなす吸気側第１凸部４２１ａ，４２１ｂを形成し、チャンバーインサート３２の吸気孔形成面３３ａ，３３ｂに対をなす吸気側第１凹部３３１ａ，３３１ｂを形成したが、特にこれに限定されず、これら吸気側第１凸部と吸気側第１凹部とを逆に形成してもよい。つまり、チャンバーインサートの吸気孔形成面に対をなす吸気側第１凸部を形成し、第１の本体部４１の先端に対をなす吸気側第１凹部を形成してもよい。なお、吸気ポート中子の第２の本体部においても同様に、当該第２の本体部の先端に対をなす吸気側第１凹部を形成し、チャンバーインサートの吸気孔形成面に対をなす吸気側第１凸部を形成してもよい。

　また、本実施形態では、吸気ポート中子４０の幅木部４７の下面４８に対をなす吸気側第２凹部４８１ａ，４８１ｂが形成され、母型３５の吸気ポート中子支持面３５１ａに対をなす吸気側第２凸部３５２ａ，３５２ｂが形成されているが、特にこれに限定されず、これら吸気側第２凸部と吸気側第２凹部とを逆に形成してもよい。つまり、下面に対をなす吸気側第２凸部を形成し、吸気ポート中子支持面に対をなす吸気側第２凹部を形成してもよい。

　また、本実施形態では、下型３１は、チャンバーインサート３２と、母型３５と、を有し、当該チャンバーインサート３２に吸気孔形成面３３ａ，３３ｂ及び排気孔形成面３４ａ，３４ｂを形成したが、特にこれに限定されず、チャンバーインサートを用いず、母型３５（すなわち、下型３１）に当該吸気孔形成面及び排気孔形成面を形成してもよい。この場合、チャンバーインサート３２及び母型３５を一体的とすることができるので、設備コストの低減化を図ることができる。なお、チャンバーインサートを用いると、当該チャンバーインサートを交換するだけで異なる燃焼室頂部の形状を有するシリンダヘッドを成形することができるので、多品種のシリンダヘッドを形成する場合、当該シリンダヘッドの鋳造工程が簡略化される。

　また、本実施形態における内燃機関ＥＧは、３気筒型内燃機関であり、両端に位置するシリンダＣ１，Ｃ３を除いた残余のシリンダＣ２は１つだけであるが、たとえば、内燃機関が４つのシリンダを有する４気筒型内燃機関である場合は、両端に位置するシリンダを除いた残余のシリンダは２つとなる。この場合、残余のシリンダに対応する吸気ポート中子の本体部は、両方とも第２の本体部であってもよいし、一方が第１の本体部であり他方が第２の本体部であってもよい。

１・・・シリンダヘッド鋳造装置
　１０・・・架台
　　１１・・・脚部
　　１２・・・プラテン
　　　１２１・・・上面
　　　　１２１ａ・・・溝
　　１３～１７・・・押圧装置
　　　１３１・・・ダイベース
　２０・・・給湯部
　　２１・・・保持炉
　　２２・・・圧縮ガス管
　　２３・・・給湯管
　３０・・・鋳型
　　３１・・・下型
　　　３２・・・チャンバーインサート
　　　　３３ａ，３３ｂ・・・吸気孔形成面（第１の面）
　　　　　３３１ａ，３３１ｂ・・・吸気側第１凹部
　　　　　　３３２ａ_１，３３２ａ_２，３３２ｂ_１，３３２ｂ_２・・・内部側面
　　　　　　３３３ａ_１，３３３ａ_２，３３３ｂ_１，３３３ｂ_２・・・内部側面
　　　　　　３３４ａ，３３４ｂ・・・底面
　　　　３４ａ，３４ｂ・・・排気孔形成面（第１の面）
　　　　　３４１ａ，３４１ｂ・・・排気側第１凹部
　　　　　　３４２ａ_１，３４２ａ_２，３４２ｂ_１，３４２ｂ_２・・・内部側面
　　　　　　３４３ａ_１，３４３ａ_２，３４３ｂ_１，３４３ｂ_２・・・内部側面
　　　　　　３４４ａ，３４４ｂ・・・底面
　　　３５・・・母型
　　　　３５１ａ・・・吸気ポート中子支持面（第２の面）
　　　　　３５２ａ，３５２ｂ・・・吸気側第２凸部
　　　　　　３５３ａ_１，３５３ａ_２，３５３ｂ_１，３５３ｂ_２・・・外部側面
　　　　　　３５４ａ_１，３５４ａ_２，３５４ｂ_１，３５４ｂ_２・・・外部側面
　　　　　　３５５ａ，３５５ｂ・・・頂面
　　　　３５１ｂ・・・排気ポート中子支持面（第２の面）
　　　　　３５６ａ，３５６ｂ・・・排気側第２凸部
　　　　　　３５７ａ_１，３５７ａ_２，３５７ｂ_１，３５７ｂ_２・・・外部側面
　　　　　　３５８ａ_１，３５８ａ_２，３５８ｂ_１，３５８ｂ_２・・・外部側面
　　　　　３５９ａ，３５９ｂ・・・頂面
　　　　３６１・・・嵌合溝
　　　　３６２・・・ジャケット中子支持溝
　　　　３６３・・・嵌合部
　　３７・・・上型
　　３８ａ，３８ｂ・・・左右型
　　　３８１ａ，３８１ｂ・・・ポート中子押え面（第３の面）
　　３９ａ，３９ｂ・・・前後型
　４０・・・吸気ポート中子（ポート中子）
　　４１・・・第１の本体部
　　　４２ａ，４２ｂ・・・先端
　　　　４２１ａ，４２１ｂ・・・吸気側第１凸部
　　　　　４２２ａ_１，４２２ａ_２，４２２ｂ_１，４２２ｂ_２・・・外部側面
　　　　　４２３ａ_１，４２３ａ_２，４２３ｂ_１，４２３ｂ_２・・・外部側面
　　　　　４２４ａ，４２４ｂ・・・頂面
　　　４３・・・基端
　　４４・・・第２の本体部
　　　４５ａ，４５ｂ・・・先端
　　　　４５１ａ，４５１ｂ・・・吸気側第１凸部
　　　　　４５２ａ_１，４５２ａ_２，４５２ｂ_１，４５２ｂ_２・・・外部側面
　　　　　４５３ａ_１，４５３ａ_２，４５３ｂ_１，４５３ｂ_２・・・外部側面
　　　　　４５４ａ，４５４ｂ・・・頂面
　　　４６・・・基端
　　４７・・・幅木部
　　　４８・・・下面
　　　　４８１ａ，４８１ｂ・・・吸気側第２凹部
　　　　　４８２ａ_１，４８２ａ_２，４８２ｂ_１，４８２ｂ_２・・・内部側面
　　　　　４８３ａ_１，４８３ａ_２，４８３ｂ_１，４８３ｂ_２・・・内部側面
　　　　　４８４ａ，４８４ｂ・・・底面
　　　４９・・・上面
　５０・・・排気ポート中子（ポート中子）
　　５１・・・第１の本体部
　　　５２ａ，５２ｂ・・・先端
　　　　５２１ａ，５２１ｂ・・・排気側第１凸部
　　　　　５２２ａ_１，５２２ａ_２，５２２ｂ_１，５２２ｂ_２・・・外部側面
　　　　　５２３ａ_１，５２３ａ_２，５２３ｂ_１，５２３ｂ_２・・・外部側面
　　　　　５２４ａ，５２４ｂ・・・底面
　　　５３・・・基端
　　５４・・・第２の本体部
　　　５５ａ，５５ｂ・・・先端
　　　　５５１ａ，５５１ｂ・・・排気側第１凸部
　　　　　５５２ａ_１，５５２ａ_２，５５２ｂ_１，５５２ｂ_２・・・外部側面
　　　　　５５３ａ_１，５５３ａ_２，５５３ｂ_１，５５３ｂ_２・・・外部側面
　　　　　５５４ａ，５５４ｂ・・・底面
　　　５６・・・基端
　　５７・・・幅木部
　　　５８・・・下面
　　　　５８１ａ，５８１ｂ・・・排気側第２凹部
　　　　　５８２ａ_１，５８２ａ_２，５８２ｂ_１，５８２ｂ_２・・・内部側面
　　　　　５８３ａ_１，５８３ａ_２，５８３ｂ_１，５８３ｂ_２・・・内部側面
　　　　　５８４ａ，５８４ｂ・・・底面
　　　５９・・・上面
　６０・・・ジャケット中子
　７０・・・トップ中子
　Ｓ・・・キャビティ
Ｌ・・・溶湯
ＥＧ・・・内燃機関
　ＣＨ・・・シリンダヘッド
　ＣＢ・・・シリンダブロック
　ＣＳ・・・クランクシャフト
　Ｃ１～Ｃ３・・・シリンダ
　Ｐ１～Ｐ３・・・ピストン
　ＩＰ・・・吸気ポート
　　ＩＭＰ・・・主管
　　ＩＢＰ・・・分岐管
　　ＥＩ・・・吸気孔
　ＩＶ・・・吸気バルブ
　ＥＰ・・・排気ポート
　　ＥＭＰ・・・主管
　　ＥＢＰ・・・分岐管
　　ＥＯ・・・排気孔
　ＥＶ・・・排気バルブ
　ＣＣ・・・燃焼室
　ＳＰ・・・点火プラグ
　ＷＪ１，ＷＪ２・・・ウォータージャケット

Claims (12)

1. 　クランクシャフトと、それぞれが吸気又は排気のための複数のポートを含む複数のシリンダと、を有する内燃機関のシリンダヘッドの鋳造装置において、
   　前記シリンダヘッドの外形に対応するキャビティを内部に画定するように、相対的に接近離反する上型、下型及び横型を含む鋳型と、
   　前記複数のポートにそれぞれ対応する外形とされた複数の本体部と、前記複数の本体部の基端側でこれらと一体的に成形された幅木部とを含み、前記キャビティ内に支持される鋳造用中子と、を備え、
   　前記下型は、前記ポートの燃焼室側の開口面に対応する第１の面と、前記幅木部の下面に対向する第２の面と、を有し、
   　前記横型は、前記第２の面と対向する第３の面を有し、
   　前記鋳造用中子は、前記本体部の先端が前記第１の面に接触し、前記幅木部の下面が前記第２の面に接触し、前記幅木部の上面が前記第３の面に接触することで、前記本体部が前記キャビティ内に支持されるシリンダヘッドの鋳造装置。
2. 　前記下型は、前記ポートの燃焼室側の開口面に対応する前記第１の面を有する入子と、前記入子が嵌合する母型と、を含む請求項１に記載のシリンダヘッドの鋳造装置。
3. 　請求項１又は２に記載のシリンダヘッドの鋳造装置において、
   　前記第１の面に、前記クランクシャフトの軸方向に対して実質的に平行な接触面を有する、少なくとも２つの第１係合部が形成され、
   　前記本体部の先端に、前記第１係合部にそれぞれ遊嵌し、前記クランクシャフトの軸方向に対して実質的に平行な接触面を有する、少なくとも２つの第２係合部が形成され、
   　前記鋳造用中子は、前記第１係合部の接触面と前記第２係合部の接触面とが接触する状態で、前記キャビティ内に支持されるシリンダヘッドの鋳造装置。
4. 　請求項３に記載のシリンダヘッドの鋳造装置において、
   　前記第１係合部の接触面と前記第２係合部の接触面のそれぞれは、互いに平行な２つの接触面を含み、
   　前記本体部の先端に形成された２つの第２係合部のうちの一方の接触面が、前記第１の面に形成された第１係合部のうちの一方の接触面と、前記クランクシャフトの軸の垂直方向の一方側で接触する場合に、
   　前記２つの第２係合部のうちの他方の接触面は、前記第１係合部のうちの他方の接触面と、前記クランクシャフトの軸の垂直方向の他方側で接触するシリンダヘッドの鋳造装置。
5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載のシリンダヘッドの鋳造装置において、
   　前記幅木部の下面に、前記クランクシャフトの軸方向に対して実質的に垂直な接触面を有する、少なくとも２つの第３係合部が形成され、
   　前記第２の面に、前記第３係合部にそれぞれ遊嵌し、前記クランクシャフトの軸方向に対して実質的に垂直な接触面を有する、少なくとも２つの第４係合部が形成され、
   　前記第３係合部の接触面と前記第４係合部の接触面のそれぞれは、互いに平行な２つの接触面を含み、
   　前記幅木部の下面に形成された２つの第３係合部のうちの一方の接触面が、前記第２の面に形成された第４係合部のうちの一方の接触面と、前記クランクシャフトの軸方向の一方側で接触する場合に、
   　前記２つの第３係合部のうちの他方の接触面は、前記第４係合部のうちの他方の接触面と、前記クランクシャフトの軸方向の他方側で接触するシリンダヘッドの鋳造装置。
6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載のシリンダヘッドの鋳造装置において、
   　前記内燃機関は、３以上のシリンダを有し、
   　前記シリンダのうち少なくとも両端に位置するシリンダに対応する第１本体部以外の第２本体部に対応する前記第１の面に、前記クランクシャフトの軸方向に対して実質的に垂直な接触面を有する、少なくとも２つの第５係合部が形成され、
   　前記第２本体部の先端に、前記第５係合部にそれぞれ遊嵌し、前記クランクシャフトの軸方向に対して実質的に垂直な接触面を有する、少なくとも２つの第６係合部が形成され、
   　前記第５係合部の接触面と前記第６係合部の接触面のそれぞれは、互いに平行な２つの接触面を含み、
   　前記第２本体部の先端に形成された２つの第６係合部のうちの一方の接触面が、前記第１の面に形成された第５係合部のうちの一方の接触面と、前記クランクシャフトの軸方向の一方側で接触する場合に、
   　前記２つの第６係合部のうちの他方の接触面は、前記第５係合部のうちの他方の接触面と、前記クランクシャフトの軸方向の他方側で接触するシリンダヘッドの鋳造装置。
7. 　クランクシャフトと、それぞれが吸気又は排気のための複数のポートを含む複数のシリンダと、を有する内燃機関のシリンダヘッドの鋳造方法において、
   　前記シリンダヘッドの外形に対応するキャビティを内部に画定するように、相対的に接近離反する上型、下型及び横型を含み、前記下型は、前記ポートの燃焼室側の開口面に対応する第１の面と、鋳造用中子の幅木部の下面に対向する第２の面と、を有し、前記横型は、前記第２の面に対向する第３の面を有する鋳型と、
   　前記複数のポートにそれぞれ対応する外形とされた複数の本体部と、前記複数の本体部の基端側でこれらと一体的に成形された幅木部とを含み、前記本体部が前記キャビティ内に支持される鋳造用中子と、を準備する準備工程と、
   　前記鋳造用中子を、前記本体部の先端が前記第１の面に接触し、前記幅木部の下面が前記第２の面に接触し、前記幅木部の上面が前記第３の面に接触するように、前記本体部を前記キャビティ内に支持する中子支持工程と、
   　前記鋳型を閉じ、前記キャビティ内に溶湯を注入する溶湯注入工程と、を備えるシリンダヘッドの鋳造方法。
8. 　前記下型は、前記ポートの燃焼室側の開口面に対応する前記第１の面を有する入子と、前記入子が嵌合する母型と、を含む請求項７に記載のシリンダヘッドの鋳造方法。
9. 　請求項７又は８に記載のシリンダヘッドの鋳造方法において、
   　前記第１の面に、前記クランクシャフトの軸方向に対して実質的に平行な接触面を有する、少なくとも２つの第１係合部が形成され、
   　前記本体部の先端に、前記第１係合部にそれぞれ遊嵌し、前記クランクシャフトの軸方向に対して実質的に平行な接触面を有する、少なくとも２つの第２係合部が形成され、
   　前記中子支持工程は、前記第１係合部の接触面と前記第２係合部の接触面とを接触させた状態で、前記鋳造用中子を前記キャビティ内に支持することを含むシリンダヘッドの鋳造方法。
10. 　請求項９に記載のシリンダヘッドの鋳造方法において、
    　前記第１係合部の接触面と前記第２係合部の接触面のそれぞれは、互いに平行な２つの接触面を含み、
    　前記中子支持工程は、前記本体部の先端に形成された２つの第２係合部のうちの一方の接触面を、前記第１の面に形成された第１係合部のうちの一方の接触面と、前記クランクシャフトの軸の垂直方向の一方側で接触させた場合に、
    　前記２つの第２係合部のうちの他方の接触面が、前記第１係合部のうちの他方の接触面と、前記クランクシャフトの軸の垂直方向の他方側で接触することを含むシリンダヘッドの鋳造方法。
11. 　請求項７～１０のいずれか一項に記載のシリンダヘッドの鋳造方法において、
    　前記幅木部の下面に、前記クランクシャフトの軸方向に対して実質的に垂直な接触面を有する、少なくとも２つの第３係合部が形成され、
    　前記第２の面に、前記第３係合部にそれぞれ遊嵌し、前記クランクシャフトの軸方向に対して実質的に垂直な接触面を有する、少なくとも２つの第４係合部が形成され、
    　　前記第３係合部の接触面と前記第４係合部の接触面のそれぞれは、互いに平行な２つの接触面を含み、
    　前記中子支持工程は、前記幅木部の下面に形成された２つの第３係合部のうちの一方の接触面を、前記第２の面に形成された第４係合部のうちの一方の接触面と、前記クランクシャフトの軸方向の一方側で接触させた場合に、
    　前記２つの第３係合部のうちの他方の接触面が、前記第４係合部のうちの他方の接触面と、前記クランクシャフトの軸方向の他方側で接触することを含むシリンダヘッドの鋳造方法。
12. 　請求項７～１１のいずれか一項に記載のシリンダヘッドの鋳造方法において、
    　前記内燃機関は、３以上のシリンダを有し、
    　前記シリンダのうち少なくとも両端に位置するシリンダに対応する第１本体部以外の第２本体部に対応する前記第１の面に、前記クランクシャフトの軸方向に対して実質的に垂直な接触面を有する、少なくとも２つの第５係合部が形成され、
    　前記第２本体部の先端に、前記第５係合部にそれぞれ遊嵌し、前記クランクシャフトの軸方向に対して実質的に垂直な接触面を有する、少なくとも２つの第６係合部が形成され、
    　前記第５係合部の接触面と前記第６係合部の接触面のそれぞれは、互いに平行な２つの接触面を含み、
    　前記中子支持工程は、前記第２本体部の先端に形成された２つの第６係合部のうちの一方の接触面を、前記第１の面に形成された第５係合部のうちの一方の接触面と、前記クランクシャフトの軸方向の一方側で接触させた場合に、
    　前記２つの第６係合部のうちの他方の接触面が、前記第５係合部のうちの他方の接触面と、前記クランクシャフトの軸方向の他方側で接触することを含むシリンダヘッドの鋳造方法。 

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