(57)【要約】【課題】溶湯充填時におけるポート中子の浮き上がりが抑止される鋳造用金型を提供する。【解決手段】ポート中子３の巾木部４の凸部６に熱膨張性のパッキン７を装着して熱膨張部を構成して、この熱膨張部を下型１の凹部５に挿入（係合）させることでポート中子３を鋳造用金型にセットした。これにより、パッキン７は、鋳造用金型の予熱による熱によって熱膨張して下型１と巾木部４との間隙に充填される。その結果、ポート中子３が下型１に対して強固に拘束されるので、溶湯充填時におけるポート中子３の浮き上がりを抑止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型、下型、横型、及びポート中子を含む鋳造用金型であって、
前記ポート中子は、熱膨張部を有する巾木部を備え、
前記下型は、前記熱膨張部に対応する凹部を備え、
前記凹部と前記熱膨張部との間隙は、前記熱膨張部の熱膨張量よりも小さく設定されることを特徴とする鋳造用金型。
【請求項２】
前記熱膨張部は、前記巾木部に装着される熱膨張性パッキンを含むことを特徴とする請求項１に記載された鋳造用金型。
【請求項３】
前記熱膨張部は、前記巾木部に塗布される熱膨張性シール剤を含むことを特徴とする請求項１に記載された鋳造用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのシリンダヘッドを鋳造するためのポート中子を含む鋳造用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
型閉じによってポート中子が保持される鋳造用金型には、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１の鋳造用金型においては、型閉じを以て下型と横型とによってポート中子の巾木部が拘束される。このような鋳造用金型では、型閉じ動作時の横型の押さえ部とポート中子の巾木部との摩擦により横型の押さえ部が摩耗する。従来、横型の押さえ部の摩耗に起因して巾木部の拘束力が低下することにより、鋳造用金型への溶湯充填時にポート中子が浮き上がり、ポート中子の位置精度、延いては、シリンダヘッドにおけるポートの寸法精度が低下することが問題になっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１４１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、溶湯充填時におけるポート中子の浮き上がりが抑止される鋳造用金型を提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の鋳造用金型は、上型、下型、横型、及びポート中子を含む鋳造用金型であって、前記ポート中子は、熱膨張部を有する巾木部を備え、前記下型は、前記熱膨張部に対応する凹部を備え、前記凹部と前記熱膨張部との間隙は、前記熱膨張部の熱膨張量よりも小さく設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、鋳造用金型の予熱による熱によって熱膨張部が熱膨張されることにより巾木部が下型に固定されるので、溶湯充填時におけるポート中子の浮き上がりを抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態の鋳造用金型におけるポート中子の保持構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。
本実施形態の鋳造用金型は、エンジンのシリンダヘッドを成形するためのものであり、上型、下型１、横型２及びポート中子３を含む。また、本実施形態の鋳造用金型は、下型１と横型２とによってポート中子３の巾木部４が拘束されることによりポート中子３が保持される公知の鋳造用金型と基本構造が同一であるので、以下の説明では、明細書の記載を簡潔にすることを目的に、公知の鋳造用金型と同一である部分の詳細な説明を省略する。
【０００９】
図１に示されるように、下型１は、截頭円錐形の穴、すなわち、底部に向けて（図１において下方に向けて）先細りのテーパ穴として形成される凹部５を有する。これに対して、ポート中子３の巾木部４は、凹部５に係合される凸部６を有する。凸部６は、截頭円錐形の軸、すなわち、先端に向けて（図１において下方に向けて）先細りのテーパ軸であり、巾木部４の下部を形成する。
【００１０】
ポート中子３の凸部６の外周には、例えば、熱膨張性黒鉛等の熱膨張性材料によって構成される環形状のパッキン７が装着される。パッキン７の直径方向（図１における左右方向）の厚さは、鋳造用金型が３００〜４００℃の温度に予熱された時に、パッキン７が熱膨張により凹部５と凸部６との間隙に充填されるように設定される。換言すると、凹部５と凸部６との間隙（クリアランス）は、鋳造用金型が３００〜４００℃の温度に予熱された時に、熱膨張されたパッキン７によって充填されるように設定される。なお、本実施形態において、特許請求の範囲に記載された「熱膨張部」は、凸部６とパッキン７とによって構成される。
【００１１】
図１に示されるように、巾木部４の上面には、横型２の押さえ部８によって押圧される受圧部９が形成される。受圧部９には、公知のように、押さえ部８の傾斜に対応する傾斜が設けられる。これにより、型閉じ時に横型２が図１における左方向へ移動されると、受圧部９は、押さえ部８によって下方（図１における下方向）へ押圧される。その結果、巾木部４が下型１と横型２とによって拘束されて、ポート中子３は、鋳造用金型の既定位置に保持される。
【００１２】
なお、ポート中子３は、巾木部４と一体に形成されてシリンダヘッドの吸気又は排気ポートを成形する成形部１０を有する。また、本実施形態では、凹部５をテーパ穴、凸部６をテーパ軸としたが、これらの形状に限定することを意図したものではなく、例えば、各々、凹部５を円筒形のストレート穴、凸部６を円柱形のストレート軸とすることができる。
【００１３】
次に、本実施形態の作用を説明する。なお、本実施形態の鋳造用金型は、複数個のポート中子３を備えるが、説明の理解を容易にするため、ここでは、１つのポート中子３のみに着眼して説明する。
【００１４】
鋳造用金型の型閉じに先立ち、ポート中子３の巾木部４の凸部６に、熱膨張性材料によって構成されたパッキン７を装着する。このパッキン７が装着された凸部６（熱膨張部）を下型１の凹部５に挿入（係合）させるようにして、ポート中子３を下型１にセットする。この状態で、鋳造用金型を構成する要素（横型２を含む）を移動させて鋳造用金型を型閉じする。これにより、鋳造用金型内には、製品形状のキャビティが形成されるとともに、ポート中子３は、巾木部４が下型１と横型２とによって拘束されて鋳造用金型内に位置決め及び固定される。
【００１５】
型閉じが完了すると、鋳造用金型は、予熱のために３００〜４００℃の温度に加熱される。公知のように、この予熱は、溶湯（本実施形態ではアルミニウム合金）がキャビティ内に充填された時の急激な温度変化によるポート中子３等の割れを防止するためのものである。そして、パッキン７は、この鋳造用金型の予熱による熱によって熱膨張されて、下型１と巾木部４との間隙、より詳細には、凹部５と凸部６との間隙に充填される。
【００１６】
この状態では、パッキン７に作用する圧力（パッキン７が直径方向へ膨張しようとする力）が下型１（凹部５の内周面）と巾木部４（凸部６の外周面）との間に作用して、ポート中子３の巾木部４は、下型１に対して強固に拘束及び固定される。なお、パッキン７の熱膨張量に対して小さい熱膨張量ではあるが、ポート中子３、特に、巾木部４の凸部６もまた、鋳造用金型の予熱による熱によって熱膨張される。これにより、ポート中子３の巾木部４は、下型１に対してより強固に拘束及び固定されることになる。
【００１７】
この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、ポート中子３の巾木部４の凸部６に熱膨張性材料からなるパッキン７を装着することで熱膨張部を構成して、この熱膨張部を下型１の凹部５に挿入（係合）させてポート中子３を鋳造用金型にセットした。これにより、パッキン７は、鋳造用金型の予熱による熱（本実施形態では３００〜４００℃）によって熱膨張して下型１と巾木部４との間隙に充填される。その結果、ポート中子３は、下型１に対して強固に拘束及び固定される。
【００１８】
したがって、横型２の押さえ部８の摩耗、或いは、型閉じ時にバリ等が下型１と横型２との間に入り込むことに起因する横型２の浮き上がり等によって、横型２の押さえ部８による巾木部４の押さえが効かない場合であっても、溶湯充填時におけるポート中子３の浮き上がりを効果的に抑止することが可能になる。これにより、ポート中子３の位置精度、すなわち、シリンダヘッドにおけるポートの寸法精度を確保することが可能になり、延いては、シリンダヘッドの品質を向上させることができる。
【００１９】
なお、実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成することができる。
本実施形態では、熱膨張部を、ポート中子３の巾木部４の凸部６と、凸部６に装着された熱膨張材料からなるパッキン７とによって構成したが、パッキン７の代わりに、例えば、凸部６に熱膨張性黒鉛等の熱膨張性シール剤を塗布して、熱膨張部を構成することができる。この場合、凹部５と凸部６との間隙（クリアランス）は、鋳造用金型が３００〜４００℃の温度に予熱された時に、熱膨張されたシール剤によって充填されるように設定される。
【００２０】
また、熱膨張性のパッキン７、シール材等を用いずに、巾木部４の凸部６のみで熱膨張部を構成することができる。この場合、下型１と凸部６との間隙（クリアランス）は、鋳造用金型が３００〜４００℃の温度に予熱された時の凸部６（熱膨張部）の熱膨張量よりも、巾木部４の拘束力が確保できる程度に十分に小さく設定される。
【符号の説明】
【００２１】
１  下型、２  横型、３  ポート中子、４  巾木部、５  凹部、６  凸部（熱膨張部）、７  パッキン（熱膨張部）、８  押さえ部、９  受圧部、１０  成形部
【図１】
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