(57)【要約】本発明は、内部キャビティ又は内部穴を備えた部品を得るための鋳造方法に関するもので、溶湯を受けるモールド又はチル内に、砂又はその他の材料から作られた少なくとも一つのコアを配置することにより前記内部キャビティ及び（又は）内部穴を確保し、メインコアを使用し、そのメインコアをメインコアと組み合わされる少なくとも一つの二次コアと共に、特有の中子型内で実現し、少なくとも一つの二次コアを、溶湯と接触して溶けるようになっている材料の層によって所定の区域だけをパターン厚さだけ被覆する工程と、事前に被覆された二次コアを未だモールドされていないメイン中子型の中に挿入する工程と、メイン中子型をモールドする工程と、メインコア，二次コア及びそれらが確りと接続された状態を維持させる被覆材料から成り前工程において得られた一体化されたグループを、溶湯を受けるモールド又はチル内に挿入する工程とを有する。また、被覆されるコアを、耐熱性材料から作られて砂重合樹脂が満たされた中空インサート（２３）によって形成し、そのキャビティがコアパターンを呈する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯を受けるためのモールド又はチル内に砂又はその他の材料にて作られた少なくとも一つのコアを入れることにより得られるキャビティ及び（又は）穴を有する部品を得るための鋳造方法であって、前記少なくとも一つのコアを適切な中子型内で実現する鋳造方法において、前記少なくとも一つのコアを前記モールド又はチル内に入れる前に、鋳造金属と接して溶けるような材料から成る層で前記少なくとも一つのコアを被覆するようにしたことを特徴とする鋳造方法。
【請求項２】
前記被覆を、鋳造形状の厚さだけ前記コアの所定領域だけに適用した、請求項１に記載の鋳造方法。
【請求項３】
前記被覆を、射出成形によって、被被覆コアに適用するようにした、請求項２に記載の鋳造方法。
【請求項４】
メインコアを用い、そのメインコアを、メインコアと組み合わされる少なくとも一つの二次コアと共に特殊な中子型内で実現する鋳造方法であって、
前記溶湯と接して溶けるような材料の層によって、付形厚さだけ前記少なくとも一つの二次コアの所定領域だけを被覆する工程と、
予め被覆された前記二次コアを未だモールドされていないメイン中子型内に挿入する工程と、
前記メイン中子型をモールドする工程と、
前記メインコアと前記二次コアとそれらの確りとした接続状態を維持させる前記被覆層とが組み合わさって成る、前記モールド工程で得られた一体化されたグループを、溶湯を受ける前記モールド又はチル内に挿入する工程とを含んでいる、請求項２又は３に記載の鋳造方法。
【請求項５】
エンジンのシリンダーヘッドを鋳造するための請求項４に記載のチル鋳造方法であって、前記メインコアがエンジン冷却媒体の循環ウォータージャケット（１１）を実現するためのコアであり、前記二次コアが少なくとも吸気ダクト（１２）及び排気ダクト（１３）用のコアを含み、前記ダクト用コアを単一のダイ（１９）内に入れて、特別なウォータージャケット中子型内に入れられる単一本体を構成するよう前記被覆層（１８）で被覆するようにした鋳造方法。
【請求項６】
吸気及び排気ダクト用の弁座（１４，１５）を初めにダイ内に配置し、射出した材料で外周上の前記弁座を覆うようにした、請求項５に記載の鋳造方法。
【請求項７】
一体化された前記グループを前記モールド又はチル内で組み立てる前に、吸気バルブ及び排気バルブ用のバルブガイド（１６”，１７”）を、前記メインコアと前記被覆された二次コアとから成る前記一体化されたグループ中に挿入する、請求項５又は６に記載の鋳造方法。
【請求項８】
被覆されるコアが耐熱性材料から作られた中空インサート（２３）から成り、前記キャビティが設計図に基づいた形状を呈している、請求項１〜７のいずれか一項に記載の鋳造方法。
【請求項９】
被覆される前記コアが付形領域用の中空インサートにて成り、そのインサートが砂及び重合樹脂で満たされた耐熱性材料から作られてはばき型を実現し、金属の侵入を阻止している、請求項１〜８のいずれか一項に記載の鋳造方法。
【請求項１０】
砂及び重合樹脂のコアの被覆材料又はインサートの被覆材料が、ポリスチレンのような発泡材料である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の鋳造方法。
【請求項１１】
請求項４〜１０のいずれか一項に記載の鋳造方法用のメイン中子型であって、その中子型が、互いに重なって密閉される二つの部分だけから成り、それによってアンダーカットが存在せず、抜き取りを実行するのに適した可動部品を有することなく、被覆材料にて事前に被覆された二次コアを受けて所定位置に固定するためのシート（２０’）及び雌はばき型（２０”）を有していることを特徴とするメイン中子型。
【請求項１２】
請求項５〜１０のいずれか一項に記載のエンジンのシリンダーヘッド鋳造方法における吸気及び排気ダクトコアを被覆するためのダイであって、吸気バルブ及び排気バルブのバルブガイド（１６”，１７”）用のシート（１６’，１７’）を被覆材料の中に実現するための筒状可動ピン（１６，１７）を備えていることを特徴とするダイ。
【請求項１３】
請求項５〜１０のいずれか一項に記載のエンジンのシリンダーヘッド鋳造方法において吸気及び排気ダクトコア（１２，１３）を被覆するためのダイであって、吸気及び排気バルブ用の弁座（１４，１５）を収容するよう構成されていることを特徴とするダイ。
【請求項１４】
エンジンのシリンダーヘッドであって、金属又はその他の耐熱性材料から作られた少なくとも一つの中空インサート（２３）を埋め込み、その中空インサートの内部が対応の吸気ダクト及び排気ダクトの設計構造を構成していることを特徴とするシリンダーヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、鋳物部品を製造するための技術に関するものである。特に、本発明は、鋳造において内部キャビティを形成するためのコアを用いる重力チル（ｇｒａｖｉｔｙ  ｃｈｉｌｌ）及び低圧鋳造法に関するものである。そのような鋳造方法は、典型的には、エンジンのシリンダーヘッドを鋳造するのに用いられ、その方法においては、エンジン冷却水用のウォータージャケット，吸気及び排気ダクト並びに何らかのその他の二次的キャビティを形成するために内部コアが必要とされている。
【背景技術】
【０００２】
一般に、中型及び大型の製品の場合には、エンジンのシリンダーヘッドの鋳造は、チルと呼ばれる固定の外側金型を用いて実施されるが、内側、場合によっては、外側にコアが必要とされ、そのコアはチル内に挿入され（組み立てられ）、鋳造の準備のできた単一の本体型を構成する。
【０００３】
砂と重合樹脂との複数のコアを備えたチルによる鋳造方法において、必要とされる寸法精度を得るために、鋳造される部品の内部即ち複数のコアを外側のチルと完全にコリメートさせる（ｃｏｌｌｉｍａｔｅ）のに、主に難しさがある。複数のコアを中子型（ｃｏｒｅ  ｂｏｘ）と呼ばれる対応の金型内で確保し、次にそれらコアを通常はチルの近くにプレアセンブリ（ｐｒｅ−ａｓｓｅｍｂｌｅ）する。
【０００４】
プレアセンブリされたコアのグループを自動装置（グリッパー及びジグ）によって集めて、チル内に横たえる（組み立てる）。この時、砂型コアとチルとの間の容積を満たさせるように溶湯を流し込むことができる。
【０００５】
はばき型（ｐｒｉｎｔ）と呼ばれる砂突起（ｓａｎｄ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｓ）をコア上に確保して、コアグループを所望の位置に保持させる。そのようなはばぎ型は、チル内に横たえられ、鋳造によって得られる物品の一部を構成しない。エンジンのシリンダーヘッドの吸気ダクト及び排気ダクト用コアであって、その表面が鋳物の最終形状を形成するものである場合に、そのようなコアはウォータジャケットコア内に挿入され、コアグループをチル内へ移動させる工程中に、組立てが手作業で行われる場合には、金属の厚さによって占められる隙間の影響でそのコアグループは自由になっている。そして、コアグループは、ウォータージャケットコア内に設けられた対応の通路の下方領域内に自重で横たえられる。ダクトコアがチルのドラッグ（下側台）と接触した時、コアグループは最終的な位置となる。
【０００６】
コアの組立てを自動システムによって行う場合には、ダクトコアをウォータージャケットとの関係で好ましい位置に特殊な自動装置で保持させるが、通常は、フランジ継手の側部だけで吸気マニホールド及び排気マニホールドに対して保持させる。操作全体については、注意深く実施すべきアプローチが必要とされる。
【０００７】
従来の技術においては、互いに別々に成形されたウォータージャケットコアを用意するので、他のコアに関しては、ウォータージャケット中子型の内部は、鋳造内部部品（ダクト等）の外側厚みの結果として得られ且つ連続するコア組立て作業中に他のコアを収容する他の部品の全てを備えていなければならない。然しながら、ダクトの外側部品は通常はウォータージャケットの半分の高さのところにあって抜き取りがなされることがないので、可動部品が一般に用いられ、その可動部品は、ギア，カムシャフトによってコントロールされ又は最適な場合には、傾斜した軸上を常に移動する空気圧シリンダーによってコントロールされる。
【０００８】
エンジンのシリンダーヘッドの場合には、その移動部品の抽出を簡単に行えるようにするために、より大きな傾斜角（抜け勾配）を持たせて、鋳造操作に必要とされる最小限の厚みを確保するために余分な材料を提供しつつ、ダクトの外側厚みを変形させる必要がある。これは、ウォータジャケットコアを縮小させることを意味し、その結果、ウォータジャケットコアはより脆いものとなり、冷却回路の効率を低下させることとなる。
【０００９】
他の場合において、ダクトコアをウォータージャケットコアに形成された開口内に通すという問題は、ウォータージャケットを水平に二分割してダクトを挿入した後に、二分割されたダクトを互いに接着剤で結合させることにより解決することができる。
【００１０】
然しながら、これは、製造コストが高くなることを意味するばかりでなく、とりわけ、水の循環室中に発生する鋳造バリや二分割されたコアの固定接着剤が溶湯と接触することにより発生するかも知れないブローホールにより低品質の最終製品を発生させることをも意味する。
【００１１】
ロストフォーム（Ｌｏｓｔ  Ｆｏａｍ）と呼ばれる他の鋳造方法は、特殊なダイを用いて複数のポリスチレンセクタ（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ  ｓｅｃｔｏｒ）を実現するというものである。そのようなセクタを互いに取り付けてしまえば、それらは、鋳造される部品に合致する。こうして得られたポリスチレンのモデルをコーティングし、容器内に入れて、次にその容器を振動させて普通の砂又は同様な材料を詰め込む。同様にポリスチレンから作られた特殊な注入チャネルを用いて溶湯を容器内に注ぎ込む。ポリスチレンが燃焼するに従って、ポリスチレンが金属によって置き換えられることにより所望の鋳造物を成形することができる。
【００１２】
この方法では、樹脂が重合した砂型を作って配列する必要がない。然しながら、他方、この方法には、種々の技術的問題に加えて、エンジンのシリンダーヘッドを鋳造する場合には、ダクトの表面が成形されて、従って、ポリスチレン表面によって直接に表面が仕上げられるため、そのダクトの形状は最良のものにならないという欠点がある。そのダクトの表面は、ポリスチレンセクタの結合の結果として齎される接合部を有することさえある。更に、接着剤を用いることは、ブローホールの主な原因となる。実際に、この方法は殆ど用いられていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、高品質の鋳物を得ることが可能で、それにより、寸法上の欠陥による鋳物スクラップの数を減少させることの可能な新規な鋳造方法を提供すると共に、新規な設計上の可能性を導入することにより、上述した従来の技術の欠点を解消することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、各コア間の完璧な相互位置決めを可能にすると共に、それらコアをその形状がどのようなものであってもモールド又はその他のコア内に簡単に挿入させることのできる鋳造方法を提供することにある。
【００１５】
本発明の更なる目的は、複雑な形状，アンダーカット及び接続された移動部品が無いというようにかなり簡素化され、従って、より安く、より信頼性があり且つ管理がより容易である中子型を用いる鋳造方法を提供することにある。
【００１６】
本発明の更に別の目的は、外側厚さに何ら変形を与えることなく、最も変化に富み且つ複雑な形状を備えた吸気ダクト及び排気ダクト用のコアを確保することが可能なエンジンのシリンダーヘッドのチル鋳造方法を提供することにあり、この新規な鋳造技術によって、より良好なエンジン性能が得られるばかりでなく、排気ガスに関して環境的により改善されたエンジンが得られる。
【００１７】
本発明の更に別の目的は、エンジンの効率向上に寄与する完全に滑らかなダクトを確保するために、溶湯によって生ずる熱に耐えられる材料によって作られたダクト用のインサートを鋳物内に埋め込むことを可能にする、エンジンのシリンダーヘッドの鋳造方法を提供することにある。
【００１８】
本発明のこれらの目的及びその他の目的は、特許請求の範囲に記載された鋳造方法によって達成される。
【００１９】
本発明の更なる特徴点は、非限定的な例を示した添付図面を参照することにより、より明確になるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述したように、本発明は、内部キャビティを備えた鋳物を得るための鋳造方法に関するものである。既に知られているように、そのようなキャビティは、溶湯を受けるチルの如きモールド内に、砂と重合樹脂或いはその他の材料から作られた少なくとも一つのコアを横たえさせることにより得られる。そのようなコアは、中子型と呼ばれる特殊なモールドにおいて予め作られる。より多くのコアの場合には、それらを関連する中子型内で個別に作り、モールド又はチル内に置く（組み立てる）前に、互いに組み立てる。この目的のために、これらコアは、通常、互いを支持するための雄はばき型（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｐｒｉｎｔ）と雌はばき型（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｐｒｉｎｔ）と呼ばれる相補的突起とキャビティと、チル内の適切なシート（ｓｅａｔ）内に置かれて鋳物の一部を構成しないその他の砂突起とを備えている。
【００２１】
本発明に依る鋳造方法においては、砂又はその他の材料から作られた少なくとも一つのコアが形作られる領域だけを、特殊なダイを用いてポリスチレンのような発泡材層で被覆し、その後、そのコアをチル内に配置する。
【００２２】
コア被覆材が鋳造金属と接して溶けて、その金属が置き換わることにより所望の鋳造厚みが決定されるので、最終的な鋳物の表面はコア面の品質によって決定される。
【００２３】
特に、茲で述べている方法は、メインコアと少なくとも一つの二次コアを実現する必要性のある鋳造方法において特に有益なものとして考え出された。本発明に依れば、各中子型内で通常の方法で確保した後に、そのような二次コアを、ダイ内に置いて、形づくられる領域のみを、鋳造によって必要とされる厚さ分発泡材料で被覆してから、未だモールドされていない、即ち、空のメイン中子型内に配置する（プリアセンブリする）。
【００２４】
形状と厚さはコアと被覆層とによって取って代わられるので、既に発泡材料で被覆された二次コアを収納するために、メイン中子型は二次コアの形状で空っぽになっている。その結果、メイン中子型は、何らかの内部アンダーカットや二次コアを閉じ込めるのに必要とされる何らかの可動部品を排除することが可能であるので、より簡単且つより安価に確保することができる。更に、メイン中子型だけが、二次コアにプリアセンブリされる外側はばき型を持っている。メイン中子型を砂と重合樹脂とでモールドした後に、メインコアと、鋳造厚みを構成する被覆層を介してメインコアと一体になった二次コアとにより成る幾何学上かなりの精度のある一体構造の本体が得られる。次に、そのような一体構造の本体を、モールド又はチル内に簡単に挿入し、置くことができる。
【００２５】
茲で述べている鋳造方法は、砂又はその他の材料にて成るコアの他に、金属又は複合材料のような耐熱性材料から成り、キャビティの内面を完全に滑らかにさせるために鋳物の中に埋め込まれる薄い中空状インサートに適用することができる。寸法の観点から、メイン中子型は、発泡材料で被覆された砂コア又はインサートとの双方を収容することができる。
【００２６】
金属又はその他の材料から成るインサートを鋳物に埋め込む場合であって、そのインサートがコアの設計構造に対応する内部空間を有している場合には、付随的にインサート厚みを考慮に入れただけの特殊な中子型内に配置してモールドしなければならない。結果的に得られたコアは、形作る領域だけに、はばき型及び埋め込まれたインサートとを備え、インサートのサポート手段として機能すると共に、そのようなコアは、埋め込まれたインサートの空間部分内に溶湯が浸透するのを阻止する。
【００２７】
既に被覆されたコアを未だモールドされていない（空の）中子型内にプリアセンブルすることを可能にするという特性は、二次コアを別の方法では不可能な如何なる幾何学的形状とも合致させることができる。従って、この鋳造においては、複数の通路，迷路及び今までは不可能であったその他のものをも確保することもでき、連続した組立て作業を実施する必要が最早ないので、全てのコアをモールドした後に組み立てるだけでよい。
【００２８】
その結果、本発明に係る方法によって、従来の技術では常に可能であるとは限らなかった、全ての二次コアを設計図通りの変形のない完璧な形状の外側厚みのものにすることができる。何故なら、多くの場合に、メイン中子型の内部形状が抜き取りのための可動部品を必要とし、それは、特有の変形によってのみ得ることができるからである。
【００２９】
いずれにせよ、鋳造設計者は、これまでの伝統的な鋳造技術の制約のためにこれまで別個に鋳造されていたその他の隣接する部品でさえ埋め込むことのできる鋳造物を確保することを可能にする新たな技術を備えている。
【００３０】
そのような新規な技術は、取り扱いを容易にするために脆いコアを発泡材料で事前に被覆することによって補強したり、また、モールド内にプレアセンブリされた後に破損から保護したり、また、金属静圧（ｍｅｔａｌｌｏｓｔａｔｉｃ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）の作用を抑制するためにも、用いることができる。
【００３１】
上述したことは、ダイの中に直接的にプレアセンブリすることによっても得ることができ、この場合には、被覆厚みは、鋳造厚みに等しいか或いは鋳造厚みよりも薄くてもよく、また、事前に被覆されたコアを未だモールドされていない他の中子型内に配置することによっても得られ、この場合には、被覆厚みは鋳造厚みと等しくなければならない。
【００３２】
ポリスチレン又はその他の同等な材料によってコアとインサートの双方を被覆するためには、単一の下側雌型半体（ｌｏｗｅｒ  ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｈａｌｆ）と別の上側雌型半体（ｕｐｐｅｒ  ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｈａｌｆ）とにより成る特有のダイを備える必要がある。なぜならば、雄型パターン（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｐａｔｔｅｒｎ）が、被覆されるコア又はインサートから成るからである。
【００３３】
そのダイは、特定の許容度及び熱膨張率を考慮して、中子型，モールド又はチルに相応しい全てのコアはばき型シート（ｃｏｒｅ  ｐｒｉｎｔ  ｓｅａｔ）を備えるよう構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明に依る鋳造方法は、限定されるものではないが、特に、エンジンのシリンダーヘッドのチル鋳造法に適用するのに適したものである。チル鋳造法として適用する場合について添付図面を参照して説明すると、メインコア１１は、冷却媒体の循環通路を形成するためのウォータージャケット用コアであるのに対して、二次コアは主に吸気ダクト１２及び排気ダクト１３に係るものである。
【００３５】
吸気ダクト１２及び排気ダクト１３に関連する二次コアに加えて、例えば、排気ガス循環室を形成するためのコアであってウォータージャケット用コアを部分的に含むその他の二次コアを一般的な方法によって中子型内でモールドする。モールドしてから、そのようなコアを単一のダイ１９（図４）に入れて、ポリスチレンのような発泡材料１８で被覆する。吸気弁の弁座１４及び排気弁の弁座１５をダイ内の特定の基準点に予め配置してもよい。また、ダイは、バルブガイド１６”，１７”のシート１６’，１７’（図５）を形成するための可動筒状ピン１６，１７を備えるものであってもよい。
【００３６】
ダイ内に射出したポリスチレン１８又はそれと同等の材料は、ダイ内に入れたコアの必要とされる鋳造厚みで付形領域のみを覆い、それにより、はばき型１２’，１３’はポリスチレン等で被覆されない。外径上にある弁座（ｖａｌｖｅ  ｓｅａｔ）１４，１５は埋め込まれ、その内部はダクトコアの円錐状縁部と整列している。この特別な応用のために、弁座１４，１５は、その内径上に適切な機械加工ストック（ｍａｃｈｉｎｉｎｇ  ｓｔｏｃｋ）を有していなければならない。弁座の外径は内径のテーパーと等しいテーパーを持って構成され、そのようなテーパーは、チル又はダイへの組み立てまでの更なる取り扱い中に弁座を適正位置に支持及び保持させるための被覆材料のために必要とされる。そして、金属が最終的に弁座を鋳物上に固定させる。
【００３７】
発泡材料１８にて全て被覆されて、従って、単一の本体（図５）を構成している、ダクト１２，１３及び弁座１４，１５から成るグループを、その後、ウォータジャケット中子型２０（図６，７）内に配置（プレアセンブル）する。ウォータージャケット中子型２０は、プリアセンブルされた二次コアの外側厚みに対応した形状を有していないので、上述したように、ウォータージャケット中子型は、構造が非常に簡単である。
【００３８】
実際には、そのような形状の代わりに、関連するはばき型と発泡材料で被覆された弁座とを備えた二次コアを受けるための基準シート２０’と雌はばき型２０”（図６）が存在する。従って、その中子型は、如何なるアンダーカット及び可動部品をも有していない。
【００３９】
この時点において、ウォータージャケット中子型を砂と重合樹脂とで満たさせることにより、非常に正確な一体化されたグループを確保することができる。このグループにおいては、ウォータージャケットコア１１は、付形領域上の発泡材料から成るダクトコアの外側厚みを覆って保持している（図８）。従って、各コア同士の完璧な相対的位置決めが確保される。
【００４０】
二次コア，弁座及び発泡材料から成るグループ全体を、ウォータージャケットコアで単一の本体にモールドした時に、バルブガイド１６”，１７”を発泡材料内に設けられた適切なシート１６’，１７’に自動的に挿入させることができる。モールディング中に砂がガイドシート内に侵入するのを阻止するために、発泡材料と上部半体ウォータジャケット中子型との接合部に特別なシーリング部材が設けられている。
【００４１】
バルブガイドが鋳造物に埋め込まれた状態でバルブステム（ｖａｌｖｅ  ｓｔｅｍ）を挿入するための機械的加工を施すので、バルブガイドは、（中央穴のない）中実のものである。とりわけ、これによって、ダクトコア内のバルブガイドの周りに従来の補強ボスを使用することを回避することができる。
【００４２】
バルブガイドは、発泡材料に埋め込まれた部分に雌型円形溝（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｃｉｒｃｕｌａｒ  ｇｒｏｏｖｅ）を備え、鋳造金属が発泡材料と置き換わった時に、その溝は、鋳造金属内においてバルブガイドを所定位置に保持させる。
【００４３】
バルブガイドの上側部分には、図１０に示したように、多くの場合に、オイルギャラリー（ｏｉｌ  ｇａｌｌｅｒｙ）用の別のコア２１又はタペットコンパートメント（ｔａｐｐｅｔ  ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）用のコアが存在し、それにより、押湯（冷却による収縮中の鋳造金属供給）が実現される。
【００４４】
その結果、バルブガイドの上端は、上部コア２１又はタペットコンパートメントコアに実現された適切なシート内に常に案内され、従って、鋳造金属が溶けている場合でさえも或いは鋳造金属がバルブガイドの周囲の発泡材料を溶かしている場合でさえも、同バルブガイドを崩壊させることなく、適所に固定される。下部において、バルブガイドは、ダクトコア中に得られた適切なシート２２（図３）内に挿入され、停止される。
【００４５】
この時、ウォータージャケットコア１１，二次コア，弁座，バルブガイド，発泡材料及びコア２１のようなその他のコアから成る一体化されたグループを、チル内に配置して組み立ててもよい（図９，１０）。鋳造中に、溶湯が溶けて、発泡材料と置き換わり、要求される厚みを定め、弁座及びバルブガイドを埋め込む。
【００４６】
図１０は、上述した組み立て体と同じものを示した図であるが、溶湯がインサート内に侵入するのを阻止するよう機能するばかりでなく支持機能をも有する砂及び重合樹脂で満たされた金属中空インサート２３（又は、鋳造金属によって生じる熱に耐えることのできる別の材料から製造されたインサート）にてダクトコアが構成されている。そのようなインサートの内部は、砂コアと同じ次元の特徴を有する。樹脂重合砂コアとインサート２３は、インサートの厚みを考慮しなければならない特殊な中子型１０内でモールドされる（図２）。
【００４７】
インサートは、一端において弁座と接触して終端し、他端において鋳造未処理のフランジと面一に終端している。吸気及び排気ダクト１２，１３並びにその他の何らかの二次コアを、発泡材料１８にて被覆した後に、ウォータージャケット中子１１内に配置（プリアセンブル）するので、ダクト又はその他の二次コアには設計上の制約がない。例えば、吸気ダクトを、弁座の上部まで水平に間断なく、単一のチャンバーで互いに連結するようにしてもよい。そのようなチャンバーは、ウォータジャケットとの組立に関する問題を何ら伴うことなく、吸気マニホールド継手フランジに達して、そのマニホールドと一体となった単一チャンバーを構成するものであってもよい。また、そのようなコンセプトは、別の材料から作られて鋳物に埋め込まれるインサートに応用することもできる。
【００４８】
その結果、ダクトをウォータージャケットに無理に通すような現在の設計上の制約が除去されるので、シリンダーヘッドの設計者は、広く自由に設計することができるようになる。例えば、図９ａ及び図９ｂに示したように、ウォータージャケットコンパートメントを、抜き取りを可能にする一般的な傾斜のある表面及び鋭いエッジに代えて、より丸みのある設計（黒く塗りつぶした部分）で実現することができる。また、ダクトコアの外側厚みは、変形がなく、設計図通りの正確な一定の完璧な厚みを有する。
【００４９】
要するに、エンジンのシリンダーヘッドを実現するために提案され応用されたチル鋳造法によって、以下の利点を確保することができる。
（１）内部の設計に何らの制約がなく、外側厚みが変形することなく、その結果として、一定の鋳造厚さを有する吸気及び排気ダクト。
（２）耐熱性インサートから成り、鋳造中に埋め込まれる吸気及び排気ダクト。
（３）燃焼室に対する、吸気及び排気ダクトの位置決めとウォータジャケットの位置決めに関する高い幾何学的精度。
（４）より臨界的な領域においてより大きな水路体積を備えたウォータージャケット。
（５）鋳造中に埋め込まれる弁座。
（６）鋳造中に埋め込まれるバルブガイド。
（７）注入工程においてウォータージャケットコアを支持するためのはばき型によって生成される穴を除去することができ、それによって、そのような穴を塞ぐために必要とされる機械的加工が不要となること。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】エンジンのシリンダーヘッドの吸気ダクト及び排気ダクトを成形するための、砂と重合樹脂とのコアを示した図である。
【図２】吸気ダクトと排気ダクトの周りにインサートを備えた変形例で、図１のコアをモールドするための中子型の断面図である。
【図３】図２の中子型によって得られる、インサートを備えたダクトコアを示した図である。
【図４】発泡材料で被覆するためにダイ内に挿入されたダクトコアの断面図である。
【図５】発泡材料で被覆された、弁座とダクトコアとのグループを示した図である。
【図６】未だ空であるウォータジャケット中子型を示した図である。
【図７】図５のダクトコアのグループが内部に挿入された図６の中子型を示した図である。
【図８】図７の中子型内でウォータージャケットをモールドすることにより得られる、コアと弁座と発泡層とのグループを示し、発泡層内にバルブガイドが挿入されている。
【図９】図８に示したコアグループの完全なチルコア組立て体を示した図である。
【図９ａ】本発明によるコア組立て体の拡大図で、図中で黒く示した部分は、本発明による鋳造方法によって得られるウォータージャケットの形状と容積を一般的な技術と比較した場合の相違点を示している。
【図９ｂ】本発明によるコア組立て体の拡大図で、図中で黒く示した部分は、本発明による鋳造方法によって得られるウォータージャケットの形状と容積を一般的な技術と比較した場合の相違点を示している。
【図１０】インサートを備えた、コア組立て体の変形例を示した図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０          中子型
１１          メインコア
１２          吸気ダクト
１３          排気ダクト
１４，１５    弁座
１６，１７    可動筒状ピン
１６’，１７’  バルブガイドの座部
１８          発泡材料
１９          単一のダイ
２０          ウォータージャケット中子型
【図１】
2006502009.tif 000003
【図２】
2006502009.tif 000004
【図３】
2006502009.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図９】
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【国際調査報告】
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