JP4172371B2

JP4172371B2 - シリンダヘッドの製造方法

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Inventors: 木の実赤羽
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Description

本発明は、吸気ポート内に仕切り板を有するシリンダヘッドの製造方法に関する。

最近の内燃機関のシリンダには、シリンダヘッドの吸気ポート内に、金属製の仕切り板を設けたものがある。この仕切り板は、吸気ポートの吸気側端部に設けられた気流制御弁を制御することにより吸気ポートからシリンダボアに導入される吸気を偏流させるもので、シリンダボア内で生じるタンブル流（縦渦流）を強化し、燃費の向上等を図るものである（下記特許文献１，２参照）。

なお、本明細書では、仕切り板において、空気や燃料ガスの吸気が流入してくる側を「吸気側」、その反対側、つまりシリンダボア側を「シリンダ側」と称することとする。

この仕切り板には、吸気ポート内を仕切る隔壁として一体成形されたもの、鋳包み成形時の熱膨張による変形対策として波形状に形成されたもの、鋳包み成形時に確実な固定状態となるように突起乃至突部を有するものなどがある。

前記仕切り板は、シリンダヘッドの吸気ポート内を流通する吸気の抵抗にならないように薄肉化しなければならず、また、溶湯からの熱的影響も考慮しなければならない。特に、シリンダヘッドを鋳造成形する場合には、吸気ポート成形用砂中子内に仕切り板を設置し鋳包み成形することがあるが、仕切り板と、この仕切り板を保持する中子の各熱膨張係数の差が大きいことから、溶湯からの熱により仕切り板が熱膨張し、中子を加圧し、中子に亀裂や破損を生じさせ、この亀裂から溶湯が染み出し、バリを作る虞がある。

このため、面倒な後加工が必要となるのみでなく、鋳造品質を低下させる虞もあることから、仕切り板に対しては熱的影響を十分考慮しなければならない。

しかし、前記隔壁の場合は、鋳造により薄肉のものを成形することは難しく、吸気抵抗も増大する虞があり、また、波形状の仕切り板の場合は、吸気ポートの半径方向の熱膨張は吸収できても、軸線方向の熱膨張を吸収できず、特に、仕切り板の周辺を一部突出し、この突片を鋳包むことにより確実に固定する場合も、軸線方向の熱膨張対策とはならない。
特表２００１−１９３４６９号公報（段落番号００１１，００２０，００２２及び図１，３，４参照）特表２００２−５０１８２９号公報（段落番号００２２及び図３参照）

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、薄肉の仕切り板を、予め鋳型内に設置しておき、溶湯により仕切り板を鋳包み成形する場合でも、溶湯からの熱的影響を極力防止し、円滑に成形可能なシリンダヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明に係るシリンダヘッドの製造方法は、シリンダヘッドの吸気ポートを形成する中子に、吸気側からシリンダ側に向かって流れる吸気の流れ方向に沿う仕切り板を予め設置し、該中子を鋳型に設置して注湯することにより前記仕切り板を鋳包むようにしたシリンダヘッドの製造方法において、前記中子は、前記仕切り板のシリンダ側端部となる部分を固定保持すると共に、前記仕切り板の吸気側端部となる部分に、前記仕切り板の板厚より大きい厚さを有し、溶湯の熱による前記仕切り板の熱膨張を許容する膨張許容空間を形成する部材を設け、前記膨張許容空間を形成する部材の両側に、前記膨張許容空間の内部に前記溶湯が直接流入せずかつ前記仕切り板の熱膨張により破損し得る砂付き部を形成したことを特徴とする。

本発明のシリンダヘッドの製造方法では、シリンダヘッドの吸気ポートを形成する中子に、予め仕切り板を設置し、前記中子の、前記仕切り板における吸気側端部となる部分に、該仕切り板の熱膨張を許容する膨張許容空間を形成する弾性材を設けたので、溶湯からの熱により仕切り板が熱膨張するときの中子への影響が防止され、円滑に成形できる。例えば、溶湯の熱により仕切り板が熱膨張しても、この膨張時の加圧力によって中子に破損や亀裂が生じることはなく、仕切り板自体を所定位置に位置決め精度よく設置できる。しかも、前記膨張許容空間を形成する部材の両側に、前記膨張許容空間の内部に前記溶湯が直接流入せずかつ前記仕切り板の熱膨張により破損し得る砂付き部を形成したので、湯が膨張許容空間に直接入り込むことを防止し、熱膨張する仕切り板により破壊され、仕切り板の熱膨張を妨げることもない。特に、この仕切り板は、吸気ポート内に設けられ、吸気側からシリンダ側に向かって流れる気流にシリンダ内でのタンブル流を生じさせるものであるため、シリンダ側の端部位置が重要であるが、この仕切り板の吸気側に膨張許容空間を設けると、仕切り板が熱膨張しても、シリンダ側の端部位置は所定の位置が保持され、吸気タンブル流を確実に強化することができる。

また、中子に亀裂が生じると、鋳造後のシリンダヘッドにバリが生じ、面倒なバリ取り作業が派生するが、本発明では、前記膨張許容空間により亀裂の発生が防止でき、バリ取り作業もなく、しかも、鋳型に対し僅かに修正を加えるのみで、この膨張許容空間を形成でき、シリンダヘッドの製造も円滑で、作業性の面でも好ましいものとなる。

以下、図面を参照して、本発明に係るシリンダヘッドの製造方法の実施形態を説明するが、まず、前提となる仕切り板を有するシリンダヘッドについて説明する。

図１はエンジンのシリンダヘッドを示す概略断面図、図２は吸気ポートの軸直角断面図、図３はシリンダヘッドでの気流状態を示す概略図、図４は図３の概略平面図である。

図１，３において、シリンダヘッド１は、シリンダブロック２の上部に設けられ、インテークマニホールドからの空気や燃料ガスからなる吸気流をシリンダボア３内に導入する吸気ポート４と、シリンダボア３内で燃焼した後の排ガスを排出する排気ポート５を有している。なお、図示のエンジンは、１気筒４バルブであり、吸気弁６および排気弁７が２つずつ設けられている。

この吸気ポート４内には、吸気側（図３の外端側）からシリンダ側に向かって流れる吸気の流れ方向（白抜き矢印）に沿って仕切り板１０が設けられ、この仕切り板１０の吸気側には、図３，４に示すように、制御弁１１が設けられている。

したがって、吸気ポート４は、仕切り板１０により上部ポート４ｕと下部ポート４ｄに仕切られることになり、制御弁１１により下部ポート４ｄを閉じると、吸気は、増速されて上部ポート４ｕ内を流れ、シリンダボア３内で強力なタンブル流（縦渦流）を形成することになる。

この場合、吸気ポート４は、シリンダ側の通路が大きく屈曲しており、仕切り板１０のシリンダ側端部Ｔａの位置がバラ付くと、気流の特性が変化し、タンブル流の発生状況に大きく影響することになるので、仕切り板１０のシリンダ側端部Ｔａの位置は、きわめて重要な位置となる。一方、仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂの位置は、吸気を分岐する側であり、しかも制御弁１１が設けられる部分であることから、その位置がバラ付いても、気流の特性に変化をもたらすことはなく、シリンダ側端部位置程精度良く設定する必要はない。

そこで、本実施形態では、このようなシリンダヘッド１を鋳造成形するに当り、仕切り板１０のシリンダ側端部Ｔａの位置は位置固定的に、吸気側端部Ｔｂの位置は比較的自由な構成とし、注湯時に仕切り板１０が熱的影響を受けても、吸気側端部Ｔｂ側でこれを吸収できるようにしている。

以下、シリンダヘッドの製造方法を詳細に説明する。

図５は本実施形態に係る中子成形用の型（以下、中子型と称す）を示す概略断面図、図６は同中子型を破断し、仕切り板を露呈した状態の平面図、図７は図６の要部を拡大した図、図８は中子を鋳型内に設置した状態を示す断面図、図９は図７の９−９線に沿う断面図である。

本実施形態の製造方法は、まず、図５に示すように、中子型２０を用いて中子２２を成形する。中子型２０は、中子用上型２０ａや中子用下型２０ｂなどからなる複数の部分型から構成されているが、これら部分型を合わせると内部に中子形成用のキャビティ２１が形成され、このキャビティ２１内に、型砂を吹き込み、押し固めて中子２２を成形する。

本実施形態では、図６に示すように、中子型２０に予め前記仕切り板１０を載置した状態で、型砂を吹き込み、中子２２を成形する。この仕切り板１０は、中子型２０内でズレないように位置決めされ、中子型２０の型合わせ面に形成された座にセットされている。つまり、下型２０ｂのキャビティ２１周縁に載置された状態で保持されている。

また、前記仕切り板１０は、図７に示すように、側縁部１０ａから若干突出された側突部１０ｂと、この側突部１０ｂの吸気側端部Ｔｂに形成された切欠部１０ｃも有している。側突部１０ｂは、後述する溶湯に鋳包まれたときの保持をより確実にする部分であるが、切欠部１０ｃは、型砂の入り込みを許容し砂付き部２４を形成するための部分である。ここに、砂付き部２４とは、型砂のみにより形成された、薄肉で細長い部分をいい、溶湯の入り込みを防止するための一種の堰となる部分であるが、詳細な機能については後に詳述する。

このようにして成形された中子２２は、図５に示す中子型２０内で成形され、中子用上型２０ａや中子用下型２０ｂなどの部分型を図５中矢印で示す分割方向に分割することにより取り出される。

そして、図８に示すように、シリンダヘッド１を成形するための鋳造型２５に組み込まれる。鋳造型２５は、上型２５ａ、下型２５ｂ及びサイド型２５ｃからなり、前記中子２２を下型２５ｂとサイド型２５ｃの間で支持し、上型２５ａで覆うと、内部にシリンダヘッド１を成形するためのキャビティ２６が形成される。なお、図中の符号「２３」は、ウォータージャケット用の中子である。

この状態で、湯口（図示せず）からキャビティ２６内に、アルミニウム合金、その他の金属からなる溶湯を注湯すると、図１に示すようなシリンダヘッドが形成されるが、この注湯時に、湯の熱により中子２２に設けられた仕切り板１０が熱膨張することになる。

本実施形態では、仕切り板１０が載置された中子２２の、当該仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂに、仕切り板１０の熱膨張を許容する膨張許容空間３０を形成している。

この膨張許容空間３０は、溶湯からの熱により仕切り板１０が熱膨張しても、その加圧力が中子２２に作用し破損や亀裂が生じないようにする部分である。

この膨張許容空間３０は、仕切り板１０の熱膨張を許容する機能を有するものであればどのようなものであってもよいが、図５〜９に例示したものは、中子２２に設けられた仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂに形成されている。

この膨張許容空間３０は、中子２２を形成する場合に、仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂ近傍の型砂を除去することにより形成する。膨張許容空間３０の大きさとしては、図９に示すように、仕切り板１０の板厚ｔより大きい厚さｈで、仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂからの長さＬは、溶湯の温度で熱膨張する仕切り板１０の伸び量を吸収することができる程度とする。

このような膨張許容空間３０を有する中子２２を、前記鋳造用の型２５に組込み、キャビティ２６に注湯すると、仕切り板１０は、側縁部１０ａや側突部１０ｂが鋳包まれ、湯が凝固すると、これら側縁部１０ａ等は保持される。

また、仕切り板１０は、湯の熱により熱膨張するが、この熱膨張は、膨張しやすい吸気側端部Ｔｂに集約され、膨張許容空間３０内で起こり、ここで仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂはスライドするのみとなる。この結果、中子２２が仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂにより加圧されることはなく、中子２２自体に亀裂や破損が生じることはない。

しかも、中子２２には、仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂに砂付き部２４が形成されているので、膨張許容空間３０の両端は砂付き部２４で覆われた状態であり、湯が膨張許容空間３０に直接入り込むことを防止する。したがって、注湯した場合に、湯が膨張許容空間３０に入り込むことはなく、薄肉で細長い砂付き部２４は、熱膨張する仕切り板１０により破壊され、仕切り板１０は、膨張許容空間３０内でスライドすることになる。つまり、砂付き部２４が仕切り板１０の熱膨張を妨げることはない。

この結果、仕切り板１０は、重要な位置であるシリンダ側端部Ｔaの位置が保持された状態で、中子２２に亀裂や破損を生じさせることなく熱膨張し、精度良く鋳包まれることになり、また、成形されたシリンダヘッド１には、中子２２の亀裂などにより生じるバリが発生することはなく、後のバリ取り作業が大幅に軽減される。

図１０はルーズピースＰａを使用して前記膨張許容空間３０を形成する状態を示す概略平面図、図１１は図１０の１１−１１線に沿う概略断面図であり、図５〜９に示す部材と共通する部材には同一符号を付している。

前記実施形態では、膨張許容空間３０は、例えば、適当な手段を使用して中子２２の型砂を除去して形成しているが、この空間３０を成形する成形部材として、例えば、ルーズピースを使用しても良い。

ルーズピースＰａは、図１０，１１に２点鎖線で示すもので、先端部が前記空間３０に対応する大きさで、この先端部からテーパ状に傾斜した上面と略水平の下面とを有するプレートであり、仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂに前記空間３０を形成するため、中子２２に組み込まれ、中子２２が成形された後に除去される。なお、図中「Ｏ」は型砂を吹込む砂吹込み口である。

このルーズピースＰａは、中子２２を成形する場合に、先端部が仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂに当接した状態でセットされ、そして、砂吹込み口Ｏから型砂を吹込み、中子２２を成形した後、中子型２５を分割（図中実線矢印方向）するとき、中子型２５の分割方向と直交する方向に移動し、中子型２５と共に外される。

ここにおいて、図１１中、Ｂ−Ｂ線は、後に機械加工する面を示すものであるが、本実施形態の中子は、この機械加工で除去する側を比較的折れ易くしている。中子が破損する場合は、必ず機械加工を施す側にすれば、後の修正が容易となり、不良品が生じる虞が低減し好ましいものとなる。

この結果、本例では、中子型２０の分割方向に対し直交する方向にルーズピースＰａが離型され、膨張許容空間３０は、中子２２に設けられた仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂから水平に伸びるように形成される。

図１２は膨張許容空間３０を形成する他の例を示す概略平面図、図１３は図１２の１３−１３線に沿う概略断面図である。

仕切り板１０の熱膨張量は比較的小さいので、膨張許容空間３０は、必ずしも仕切り板１０の面方向に伸延するように形成する必要はない。

したがって、本例では、図１２，図１３に示すように、中子型２０の一部に突起部Ｐｂを形成し、中子型２０の分割時に突起部Ｐｂにより仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂから垂直に伸びる膨張許容空間３０を形成するようにしている。

本例の突起部Ｐｂは、中子２２を成形する場合に、その先端部が仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂに当接した状態でセットする。そして、砂吹込み口Ｏから型砂を吹込み、中子２２を成形し、中子型２０を分割して離型すると、中子の上部に膨張許容空間３０が形成されることになる。したがって、当該中子２２を鋳型にセットし、注湯すると、膨張許容空間３０内に溶湯が入り込む虞があるので、サイド型（図示せず）により前記空間３０を閉鎖した状態で注湯する。なお、前記空間３０の側方からの湯の侵入を防止するために、中子２２を形成する場合、該空間３０の両側に砂付き部２４を形成する。

このようにして、仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂに、垂直に伸びる前記空間３０が形成された状態で注湯が行なわれると、該空間３０は、仕切り板１０の熱膨張量より大きいので、ここで仕切り板１０の熱膨張量を吸収できる。

図１４は本発明の第２実施形態を示す要部概略平面図、図１５は図１４の１５−１５線に沿う断面図、図１６は図１５の要部を拡大して示す断面図である。

前記膨張許容空間３０の第２実施形態は、図１４〜１６に示すように、前記仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂを断面Ｕ字状のプレート部材３２を用いて覆って形成している。

このプレート部材３２は、前記図５に示すように、中子型２０に予め前記仕切り板１０を載置した状態で、中子２２を成形する場合に、仕切り板１０の吸気側となる端部に膨張許容空間３０が形成されるように底部を吸気側にし、仕切り板１０と凹凸嵌合した状態で、下型２０ｂのキャビティ２１周縁に載置される。

プレート部材３２は、仕切り板１０と同材質であってもよいが、他の金属板あるいはセラミック等金属以外の耐熱性を有する材質であってもよい。

このプレート部材３２は、仕切り板１０と同材質の金属により形成した場合であっても、仕切り板１０の伸び方向に対しては当該仕切り板１０に比し小さいので、溶湯熱による熱膨張は無視できる。また、本実施形態のプレート部材３２は、中子２２からその端部が突出しているが、湯がプレート部材３２の内部に入り込みが問題となる場合は、サイド型により端部を閉鎖すればよい。

このプレート部材３２により形成される空間の寸法乃至大きさは、前記空間３０に準じた厚さｈ及び長さＬを有するものであればよい。

このようなプレート部材３２により膨張許容空間３０を形成すれば、前記実施形態と同様、仕切り板１０の熱膨張を吸収することができるのみでなく、該空間３０に相当するものを簡単に形成できるので、中子２２の成形が迅速にでき、作業性が向上する。なお、この断面Ｕ字状のプレート部材３２は、シリンダヘッド成形後機械加工により取り除かれる。

図１７は前記第２実施形態の変形例を示す要部概略平面図である。前記第２実施形態では、一対の中子２２を軸直角方向から貫通するようにプレート部材３２を設けているが、これのみでなく、プレート部材３２を中子２２内に埋没するように設けても良い。

このようにすれば、プレート部材３２の端部に、前記砂付き部２４が形成されることになるので、中子２２自体で溶湯がプレート部材３２内に入り込むことを防止でき、作業性が向上する。

図１８は本発明の第３実施形態を示す概略断面図である。本発明の第３実施形態は、前記膨張許容空間３０を熱溶解性の挿入物３３を使用して形成したもので、この挿入物３３を仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂに接触するように設けている。熱溶解性の挿入物３３としては、例えば、ワックス、発泡スチロール、各種プラスチックフォーム等を使用することができる。

図１８に示すように、中子２２に設けられている仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂに、熱溶解性の挿入物３３を設けた状態で注湯すれば、この熱溶解性の挿入物３３が湯の熱により溶融し、中子２２内に型砂が存在していない所定の前記空間３０を形成できる。したがって、溶湯の熱により仕切り板１０が熱膨張しても、仕切り板１０は、この空間３０内で円滑に膨張し、中子２２を加圧し、亀裂などを生じさせることはない。

この挿入物３３は、熱溶解性であるため、溶湯により溶解された空間３０に溶湯が入り込まないようにすることが好ましいが、本実施形態では、前述の砂付き２４を中子２２に形成し、仕切り板１０が熱膨張する間、溶湯の入り込みを規制している。

熱溶解性の挿入物３３を仕切り板１０に取付ける方法としては、ワックスの場合は、ワックスを溶かして仕切り板１０に塗布し、固化させる方法、発泡スチロール等の場合は、接着剤により仕切り板１０に取付けるか、あるいは仕切り板１０に切込みなどを形成し、物理的に固定する方法等がある。

前記第３実施形態では、挿入物３３が熱により溶解するものであるが、必ずしも解けてなくなるもののみでなく、仕切り板１０の熱膨張を邪魔しないものであってもよい。例えば、前記挿入物３３として、弾性材を使用してもよい。この弾性材としては、例えば、各種繊維類、フェルト、スポンジゴム等が使用できる。

中子２２に設けられている仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂに、弾性材からなる挿入物３３を設けた状態で溶湯すれば、仕切り板１０の熱膨張をある程度許容しつつ、最終的には中子２２内に所定の空間３０を形成することになるか、弾性材自体が変形し、仕切り板１０の熱膨張を許容することになる。

このような弾性材を仕切り板１０に取付ける方法としては、接着剤あるいは物理的な固定する方法等がある。

前述した実施形態では、シリンダヘッドの成形であるため、仕切り板の熱膨張を問題としてきたが、本発明は、必ずしも仕切り板のみに限定されるものではなく、鋳造時に同時に金属板を鋳包む場合にも広く適用できる。また、前記膨張許容空間３０は、仕切り板１０の吸気側に設けているが、これのみでなくシリンダ側にも設けてもよい。

次に、実施例を説明する。

図１０等に示すルーズピースＰａを使用して膨張許容空間３０を形成した。仕切り板１０の板厚は、０．５〜３ｍｍとした。中子２２を成形する場合に、中子型２０の分割方向に対し略直角方向に引き抜き可能となるようにルーズピースＰａを中子型２０にセットした。ルーズピースＰａの先端部は、仕切り板１０の板厚よりもやや厚く、当該仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂから０．５〜３ｍｍ程度以上の前記空間３０が成形できるものを使用した。中子２２には約１〜２ｍｍの厚さの砂付き２４を形成した。

中子成形後、ルーズピースＰａを引き抜き、この中子２２をシリンダヘッド成形用の鋳型２５内にセットした。注湯すると、砂付き部２４により湯が前記空間３０内に入り込むことはなく、また、溶湯の熱により仕切り板１０は熱膨張したが、該空間３０内で吸収され、中子２２に亀裂や破損は見られなかった。

中子型２０として、図１２等に示すような突起部Ｐｂを形成したものを使用した。仕切り板１０は、板厚が０．５〜３ｍｍとした。中子２２を成形する場合に、中子型２０の突起部Ｐｂを仕切り板１０の端部に突き当てた状態とした。突起部Ｐｂは、仕切り板１０の吸気側端部Ｔｂから０．５〜３ｍｍ程度以上の前記空間３０が成形できる形状とした。

中子成形後、中子型２０を離型し、この空間３０が形成された中子２２をシリンダヘッド成形用の鋳型内にセットし、前記空間３０の上面はサイド型により閉鎖した。注湯すると、空間３０内に湯が入り込むことはなく、溶湯の熱により仕切り板１０は熱膨張したが、空間３０内で吸収され、中子２２に亀裂や破損は見られなかった。

図１４等に示す比較的長い断面Ｕ字状のプレート部材３２を使用して膨張許容空間３０を形成した。仕切り板１０は、板厚が０．５〜３ｍｍ、断面Ｕ字状のプレート部材３２は、仕切り板１０と同材質であって、板厚が０．３〜１ｍｍ、Ｌが０．５〜３ｍｍとした。この仕切り板１０とＵ字状のプレート部材３２を相互に嵌合した状態で中子２２にセットし、この中子２２をシリンダヘッド成形用の鋳型内に設け、プレート部材３２の側端はサイド型により閉鎖した。注湯すると、プレート部材３２内に湯が入り込むことはなく、溶湯の熱により仕切り板１０は熱膨張したが、Ｕ字状プレート部材３２の「Ｌ」の範囲内でスライドし、中子２２に亀裂や破損は見られなかった。なお、この断面Ｕ字状のプレート部材３２は、シリンダヘッド成形後機械加工により取り除かれる。

図１７に示す比較的短い断面Ｕ字状のプレート部材３２を使用して膨張許容空間３０を形成した。板厚が０．５〜３ｍｍの仕切り板１０に、同材質で板厚が０．３〜１ｍｍの断面Ｕ字状のプレート部材３２を、Ｌが０．５〜３ｍｍとなるように取付けた状態で、中子２２にセットした。中子２２には約１〜２ｍｍの厚さで砂付き２４を形成した。この中子２２をシリンダヘッド成形用の鋳型内にセットし、注湯した。仕切り板１０や、中子２２の状態は、前記実施例１と同様、良好な結果となった。本実施例では、Ｕ字状のプレート部材３２が溶湯に鋳包まれないので、鋳造後に中子を除去する場合、Ｕ字状のプレート部材３２も一緒に除去することができた。

本発明は、吸気ポートを形成する鋳型の、仕切り板１０における少なくとも吸気側となる端部Ｔｂとなる部分に、仕切り板１０の熱膨張を許容する各種膨張許容空間３０を形成すれば、溶湯の熱により仕切り板１０が熱膨張しても、鋳型、特に中子２２に亀裂や割れを生じさせることはなく、仕切り板自体を所定位置に精度よく設置できる。

エンジンのシリンダヘッドを示す概略断面図である。吸気ポートの軸直角断面図である。シリンダヘッドでの気流状態を示す概略図である。図３の概略平面図である。本実施形態に係る中子型を示す概略断面図である。同中子型を破断し仕切り板を露呈した状態の平面図である。図６の要部を拡大した図である。中子を鋳型内に設置した状態を示す断面図である。図７の９−９線に沿う断面図である。ルーズピースにより空間部を形成する例の概略平面図である。図１０の１１−１１線に沿う概略断面図である。空間部を形成する他の例を示す概略平面図である。図１２の１３−１３線に沿う概略断面図である。本発明の第２実施形態を示す要部概略平面図である。図１４の１５−１５線に沿う断面図である。図１５の要部を拡大して示す断面図である。第２実施形態の変形例を示す要部概略平面図である。本発明の第３実施形態を示す概略断面図である。

符号の説明

１シリンダヘッド、
４吸気ポート、
１０仕切り板、
１０ａ仕切り板の側縁部、
２２中子（鋳型）、
２４砂付き部、
２５中子型、
３０膨張許容空間、
３２プレート部材、
３３熱溶解性の挿入物、
ｈ膨張許容空間の高さ、
ｔ仕切り板の板厚、
Ｔｂ吸気側端部、
Ｔａシリンダ側端部。

Claims

シリンダヘッドの吸気ポートを形成する中子に、吸気側からシリンダ側に向かって流れる吸気の流れ方向に沿う仕切り板を予め設置し、該中子を鋳型に設置して注湯することにより前記仕切り板を鋳包むようにしたシリンダヘッドの製造方法において、
前記中子は、前記仕切り板のシリンダ側端部となる部分を固定保持すると共に、前記仕切り板の吸気側端部となる部分に、前記仕切り板の板厚より大きい厚さを有し、溶湯の熱による前記仕切り板の熱膨張を許容する膨張許容空間を形成する部材を設け、前記膨張許容空間を形成する部材の両側に、前記膨張許容空間の内部に前記溶湯が直接流入せずかつ前記仕切り板の熱膨張により破損し得る砂付き部を形成したことを特徴とするシリンダヘッドの製造方法。
前記仕切り板は、該仕切り板の両側縁部が溶湯に鋳包まれるように前記中子より外部に突出したことを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドの製造方法。
前記膨張許容空間は、前記仕切り板の前記吸気側となる端部に当該膨張許容空間が形成されるように底部を吸気側に設置した断面Ｕ字状のプレート部材により形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のシリンダヘッドの製造方法。
前記膨張許容空間は、前記仕切り板の少なくとも吸気側となる端部に熱溶解性の挿入物を設けることにより形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のシリンダヘッドの製造方法。
前記膨張許容空間は、前記仕切り板の少なくとも吸気側となる端部に、前記仕切り板の熱膨張を許容する弾性材を設けることにより形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のシリンダヘッドの製造方法。