(57)【要約】【課題】シリンダヘッドへのバルブシートの鋳ぐるみの際、バルブシートの位置精度を向上させるバルブシートの位置決め治具を提供する。【解決手段】位置決め治具１は、磁力により、バルブシート２を鋳造金型３に対して位置決めする強磁性体からなるので、シリンダヘッド４０へのバルブシート２の鋳ぐるみの際、バルブシート２の位置精度を向上させることができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドへのバルブシートの鋳ぐるみを行う際に使用する位置決め治具であって、
該位置決め治具は、強磁性体からなることを特徴とするバルブシートの位置決め治具。
【請求項２】
前記位置決め治具は、キュリー温度が、鋳造成形時に治具本体に伝達される最大温度よりも小さい強磁性体が採用されることを特徴とする請求項１に記載のバルブシートの位置決め治具。
【請求項３】
前記位置決め治具は、前記鋳造金型に設けた位置決めガイドに対応した形状に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のバルブシートの位置決め治具。
【請求項４】
前記位置決め治具には、型開き後、該位置決め治具を前記バルブシートから取り外すための把持部が形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のバルブシートの位置決め治具。
【請求項５】
シリンダヘッドへのバルブシートの鋳ぐるみ方法であって、
キュリー温度が、鋳造成形時に治具本体に伝達される最大温度よりも小さい強磁性体からなる位置決め治具にバルブシートを磁力により装着させる第１ステップと、
前記バルブシートが装着された前記位置決め治具を、磁力により前記鋳造金型に装着させて、前記バルブシートを前記鋳造金型に対して位置決めする第２ステップと、
鋳造成形後、前記鋳造金型を、自発磁化を失った前記位置決め治具から離して、型開きする第３ステップと、
自発磁化を失った前記位置決め治具を前記バルブシートから取り外して、前記シリンダヘッドへの前記バルブシートの鋳ぐるみを完了する第４ステップと、
からなることを特徴とするバルブシートの鋳ぐるみ方法。
【請求項６】
前記第２ステップには、前記バルブシートが装着された前記位置決め治具を、前記鋳造金型に設けた位置決めガイドに位置決めする工程を含むことを特徴とする請求項５に記載のバルブシートの鋳ぐるみ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダヘッドへのバルブシートの鋳ぐるみを行う際に使用する位置決め治具及び該位置決め治具を使用したバルブシートの鋳ぐるみ方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１３に示すように、自動車エンジンのシリンダヘッド４０の吸気ポート４１及び排気ポート４２の基部には、図示しない吸気バルブ及び排気バルブが着座するバルブシート２、２が装着されている。これらバルブシート２、２は、円筒状に形成されており、該バルブシート２、２には、高温において優れた耐磨耗性が要求されている。
そこで、シリンダヘッド４０へのバルブシート２、２の装着方法としては、バルブシート２の圧入または接合が主流であるが、従来、後述するようなバルブシートの鋳ぐるみ方法が提案されていた。しかしながら、従来のバルブシートの鋳ぐるみ方法では、溶湯の流動や凝固時の凝固収縮等により、バルブシート２の位置精度をより高く保持することが困難となっていた。
また、エンジンの燃焼効率やバルブ運動等を考慮し、バルブシート２のより高い位置精度が要求されており、鋳造段階において、ある程度の精度確保が必須であるが満足されていないのが現状である。
【０００３】
そこで、従来のシリンダヘッドへのバルブシートの鋳ぐるみ方法を説明する。
なお、図１４は、シリンダヘッド４０のシリンダブロック側の面を形成すべく配置される鋳造金型５０の断面形状を示しており、該鋳造金型５０には、シリンダヘッド４０の吸気ポート４１及び排気ポート４２を形成すべく配置される砂型中子の位置決めとして、略円柱状の突出部（ポート開口部形成部分）５１、５１が４箇所形成されている。
そこで、図１４及び図１５に示すように、バルブシート２の鋳ぐるみの際には、鋳造成形前に、各突出部５１の周りに略同心円上に間隔Ｗをあけてバルブシート２を載置する。そして、各砂型中子を所定位置に配置後、型閉めして鋳造成形する。
【０００４】
しかしながら、鋳造成形後には、図１６（ａ）に示すように、鋳造成形時の溶湯の流れや凝固時の凝固収縮等により各バルブシート２が各突出部５１に対して位置ズレを起こしており、その位置ズレをカバーするために、後加工で精度を出す必要があるが、穴加工の基準が図１６に示す基準ラインＬであった場合、図１６（ｂ）に示すように、バルブシート２の肉厚が不均一になり、しかも、バルブシート２に無駄な箇所が多くなり材料費の面からも非常に効率が悪い。
【０００５】
その対策として、各突出部５１の外周面をバルブシート２の内周面に密接させるように、各突出部５１の外径を大きくして、各突出部５１をバルブシート２の位置決めガイドとして機能させて、バルブシート２の位置精度を向上させようとすると、各突出部５１が互いに鋭角を成すように配置されているために、型開きの際（図１４の矢印で示した製品取り出し方向に型開き）、各突出部５１がバルブシート２に干渉してスムーズに離型させることができない等の多くの問題点が生じた。
また、バルブシートの位置精度を向上するために、位置決め治具を採用したものが提案されているが、その位置精度に期待できず、しかも、作業性及び生産性が考慮されていないものが多い。
【０００６】
そこで、特許文献１には、バルブシートをシリンダヘッド鋳造型の吸気ポートの開口部形成部分及び排気ポートの開口部形成部分に配置する際の位置決め面となるバルブシート成型体の底面や内面に発生するバリにより、バルブシートをシリンダヘッド鋳造型に配置した際に位置ズレが生じ、位置精度が低下するという問題に鑑みて、バルブシート成形体に、バリが発生しない部分にバリよりも高く設定された高さの第１位置決め面と、該第１位置決め面と略直交する第２位置決め面とを形成することにより、この成形体を焼結後、バリの除去工程を経ることなくシリンダヘッド鋳造型の吸気及び排気ポートの開口部形成部分に配置しても、上記バリより高く設定された第１位置決め面がシリンダヘッド鋳造型の水平型面に、また第２位置決め面がシリンダヘッド鋳造型の略垂直型面に確実に当接するので、位置決め精度を確保することができることが開示されている。
【特許文献１】特開平８−１７８０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、図１４及び図１５に示す従来のバルブシートの鋳ぐるみ方法では、バルブシートの位置精度を向上させることは困難であり、また、特許文献１のバルブシート成形体の発明では、位置精度はある程度向上されるものの、位置精度の向上のためにバルブシートの容積が大きくなり、材料費の面から好適ではない。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、シリンダヘッドへのバルブシートの鋳ぐるみの際、バルブシートの位置精度を向上させるバルブシートの位置決め治具及び該位置決め治具を使用したバルブシートの鋳ぐるみ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のバルブシートの位置決め治具は、強磁性体からなることを特徴としている。
また、本発明のバルブシートの鋳ぐるみ方法は、キュリー温度が、鋳造成形時に治具本体に伝達される最大温度よりも小さい強磁性体からなる位置決め治具にバルブシートを磁力により装着させる第１ステップと、前記バルブシートが装着された前記位置決め治具を、磁力により前記鋳造金型に装着させて、前記バルブシートを前記鋳造金型に対して位置決めする第２ステップと、鋳造成形後、前記鋳造金型を、自発磁化を失った前記位置決め治具から離して、型開きする第３ステップと、自発磁化を失った前記位置決め治具を前記バルブシートから取り外して、前記シリンダヘッドへの前記バルブシートの鋳ぐるみを完了する第４ステップと、からなることを特徴としている。
これにより、シリンダヘッドへのバルブシートの鋳ぐるみの際、バルブシートの位置精度を向上させることができる。
なお、本発明のバルブシートの位置決め治具及び鋳ぐるみ方法の各種態様およびそれらの作用については、以下の発明の態様の項において詳しく説明する。
【００１０】
（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。なお、各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付して、必要に応じて他の項を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施の形態等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要件を付加した態様も、また、各項の態様から構成要件を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の各項において、（１）項、（２）項、（５）項、（８）項乃至（１０）項の各々が、請求項１乃至６の各々に相当する。
【００１１】
（１）シリンダヘッドへのバルブシートの鋳ぐるみを行う際に使用する位置決め治具であって、該位置決め治具は、強磁性体からなることを特徴とするバルブシートの位置決め治具。
従って、（１）項のバルブシートの位置決め治具では、まず、バルブシートを磁力により位置決め治具に装着し、その後、バルブシートが装着された位置決め治具を磁力により鋳造金型の所定位置に装着することにより、鋳造成形時のバルブシートの移動が抑制されるために、バルブシートの位置精度が向上する。
【００１２】
（２）前記位置決め治具は、キュリー温度が、鋳造成形時に治具本体に伝達される最大温度よりも小さい強磁性体が採用されることを特徴とする（１）項に記載のバルブシートの位置決め治具。
（３）前記位置決め治具は、キュリー温度が、鋳造成形時の型温度以上で溶湯温度以下の範囲である強磁性体が採用されることを特徴とする（１）項または（２）項に記載のバルブシートの位置決め治具。
（４）前記位置決め治具には、フェライト磁石またはネオジム磁石が採用されることを特徴とする（１）項〜（３）項のいずれかに記載のバルブシートの位置決め治具。
従って、（２）項乃至（４）項のバルブシートの位置決め治具では、鋳造成形時には、バルブシートを強磁性体からなる位置決め治具を介して磁力により鋳造金型の所定位置に位置決めすることができ、溶湯が凝固された後型開きする際には、位置決め治具の自発磁化が失われているために、位置決め治具を鋳造金型から容易に離型させることができ、しかも、自発磁化を失った位置決め治具をバルブシートから容易に離脱させることができる。
これにより、バルブシートの位置精度を向上させると共にその作業性を向上させることができる。
【００１３】
（５）前記位置決め治具は、前記鋳造金型に設けた位置決めガイドに対応した形状に形成されることを特徴とする（１）項〜（４）項のいずれかに記載のバルブシートの位置決め治具。
従って、（５）項のバルブシートの位置決め治具では、型閉めから鋳造成形時、位置決め治具に伝達される温度がキュリー温度に到達しない段階までは、位置決め治具は位置決めガイドに密接に位置決めされて、且つ磁力より鋳造金型に離脱不能に装着され、しかも、位置決め治具へ伝達される温度がキュリー温度を超え位置決め治具がその自発磁化を失っても、位置決め治具は位置決めガイドに密接に位置決めされた状態であるので、バルブシートの位置精度がさらに向上する。
【００１４】
（６）前記位置決め治具は、柱状に形成されることを特徴とする（５）項に記載のバルブシートの位置決め治具。
従って、（６）項のバルブシートの位置決め治具では、例えば、鋳造金型に、位置決めガイドとして凹部が形成される場合には、位置決め治具は柱状に形成され、型閉めから鋳造成形時、位置決め治具に伝達される温度がキュリー温度に到達しない段階までは、柱状の位置決め治具が凹部内に密接に位置決めされて、且つ磁力により鋳造金型に離脱不能に装着され、しかも、位置決め治具へ伝達される温度がキュリー温度を超え位置決め治具がその自発磁化を失っても、位置決め治具は凹部内に密接に位置決めされた状態であるので、バルブシートの位置精度がさらに向上する。
【００１５】
（７）前記位置決め治具は、筒状に形成されることを特徴とする（５）項に記載のバルブシートの位置決め治具。
従って、（７）項のバルブシートの位置決め治具では、例えば、鋳造金型に、位置決めガイドとして凸部が形成される場合には、位置決め治具は筒状に形成され、型閉めから鋳造成形時、位置決め治具に伝達される温度がキュリー温度に到達しない段階までは、筒状の位置決め治具は凸部の周りに密接に位置決めされて、且つ磁力により鋳造金型に離脱不能に装着され、しかも、位置決め治具へ伝達される温度がキュリー温度を超え位置決め治具がその自発磁化を失っても、位置決め治具は凸部の周りに密接に位置決めされた状態であるので、バルブシートの位置精度がさらに向上する。なお、鋳造金型の凸部の周りに環状溝部を設け、該環状溝部内に筒状の位置決め治具を密接に位置決めしてもよい。
【００１６】
（８）前記位置決め治具には、型開き後、該位置決め治具を前記バルブシートから取り外すための把持部が形成されることを特徴とする（１）項〜（７）項のいずれかに記載のバルブシートの位置決め治具。
従って、（８）項のバルブシートの位置決め治具では、位置決め治具に把持部が形成されているので、型開き後、バルブシートからの位置決め治具の取り外しが容易となる。
【００１７】
（９）シリンダヘッドへのバルブシートの鋳ぐるみ方法であって、キュリー温度が、鋳造成形時に治具本体に伝達される最大温度よりも小さい強磁性体からなる位置決め治具にバルブシートを磁力により装着させる第１ステップと、前記バルブシートが装着された前記位置決め治具を、磁力により前記鋳造金型に装着させて、前記バルブシートを前記鋳造金型に対して位置決めする第２ステップと、鋳造成形後、前記鋳造金型を、自発磁化を失った前記位置決め治具から離して、型開きする第３ステップと、自発磁化を失った前記位置決め治具を前記バルブシートから取り外して、前記シリンダヘッドへの前記バルブシートの鋳ぐるみを完了する第４ステップと、からなることを特徴とするバルブシートの鋳ぐるみ方法。
従って、（９）項のバルブシートの鋳ぐるみ方法では、鋳造成形時には、バルブシートを、自発磁化を有する位置決め治具により鋳造金型の正確な位置に位置決めすることができ、型開き時には、位置決め治具が自発磁化を失っているので、位置決め治具から鋳造金型を容易に離型させることができると共にバルブシートから位置決め治具を容易に離脱させることができる。
【００１８】
（１０）前記第２ステップには、前記バルブシートが装着された前記位置決め治具を、前記鋳造金型に設けた位置決めガイドに位置決めする工程を含むことを特徴とする（９）項に記載のバルブシートの鋳ぐるみ方法。
従って、（１０）項のバルブシートの鋳ぐるみ方法では、型閉めから鋳造成形時、位置決め治具に伝達される温度がキュリー温度に到達しない段階までは、位置決め治具は位置決めガイドに密接に位置決めされ、且つ磁力より鋳造金型に離脱不能に装着され、しかも、位置決め治具へ伝達される温度がキュリー温度を超え位置決め治具がその自発磁化を失っても、位置決め治具は位置決めガイドに密接に位置決めされた状態であるので、バルブシートの位置精度がさらに向上する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、シリンダヘッドへのバルブシートの鋳ぐるみの際、バルブシートの位置精度を向上させるバルブシートの位置決め治具及び該位置決め治具を使用したバルブシートの鋳ぐるみ方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図１２に基いて詳細に説明する。なお、従来例と同一部材は同一符号を使用して説明する。
本発明の第１及び第２の実施の形態に係るバルブシートの位置決め治具１、１ａは、磁力により、バルブシート２を鋳造金型３に対して位置決めする強磁性体からなる治具である。本実施の形態では、鋳造成形時の型温が２５０℃であり、溶湯温度が７００℃であるために、位置決め治具１の強磁性体には、キュリー温度（磁気変態温度）が４７０℃のフェライト磁石（残留磁束密度（磁力）：０．４テスラ〜０．４５テスラ）が採用される。なお、キュリー温度が３１０℃のネオジム磁石を採用してもよい。
【００２１】
本発明の第１の実施の形態に係る位置決め治具１を、図１、図２及び図４に基いて説明する。
第１の実施の形態に係る位置決め治具１は、図１及び図４に示すように、円柱状に形成されている。位置決め治具１は、一端側に設けた小径部４と、他端側に設けた大径部５とから構成されている。位置決め治具１の小径部４は、その外径がバルブシート２の内周面の内径に対応しており、その軸方向の高さがバルブシート２の厚さに対応している。また、位置決め治具１の大径部５の外周面は、他端に向かって次第に小径となるテーパ面６に形成されている。
なお、位置決め治具１の小径部４の外周面と、バルブシート２の内周面とは、そのクリアランスがバルブシート２の位置精度に依存するために、それぞれの基準寸法に対する公差が例えば３／１００に設定されている。
【００２２】
また、図１及び図４に示すように、位置決め治具１の他端面には、断面円形状の凹部７が形成されている。凹部７が形成される範囲の周壁には、径方向に貫通する貫通孔８、８がそれぞれ形成されている。なお、凹部７の深さは、周壁に貫通孔８、８が形成できる程度の深さを有していればよい。
そして、位置決め治具１の各貫通孔８、８に取り外し棒１０が挿通されて、該取り外し棒１０を、位置決め治具１をバルブシート２から取り外す際の把持部として機能させている。
【００２３】
また、本発明の第１の実施の形態に係る位置決め治具１が採用される際には、図３に示すように、鋳造金型３のバルブシート２が配される部位に、位置決め治具１の位置決めガイドとして断面円形状の凹部１１が形成される。凹部１１の深さは、位置決め治具１の大径部５の軸方向の高さに一致しており、凹部１１の内周面は、位置決め治具１の大径部５の外周面に設けたテーパ面６に対応するテーパ面１２に形成される。
なお、位置決め治具１の大径部５のテーパ面６と、鋳造金型３の凹部５の内周面に設けたテーパ面１２とは、そのクリアランスがバルブシート２の位置精度に依存するために、それぞれの基準寸法に対する公差が例えば３／１００に設定されている。
【００２４】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る位置決め治具１を使用したシリンダヘッドへのバルブシート２の鋳ぐるみ方法を、図４〜図６に基いて説明する。なお、以下の説明では、１個のバルブシート２が鋳造金型３の対応する１箇所に鋳ぐるみされる形態を説明する。
まず、図４に示すように、位置決め治具１の小径部４の外周面にバルブシート２の内周面を当接させて、磁力により位置決め治具１の小径部４にバルブシート２を装着する（第１ステップ）。この状態では、バルブシート２の内周面が、位置決め治具１の小径部４の外周面に所定公差内のクリアランスでほぼ密接した状態で装着される。これにより、鋳造成形時、溶湯が、位置決め治具１の小径部４の外周面と、バルブシート２の内周面との間に浸入できないために、バルブシート２の位置精度の低下を防ぐことができる。
【００２５】
次に、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、バルブシート２が装着された位置決め治具１の大径部５を、鋳造金型３に設けた凹部１１内に嵌合して位置決めすると共に、位置決め治具１が磁力により鋳造金型３の凹部１１内に離脱不能に装着される（第２ステップ）。この状態では、位置決め治具１の大径部５のテーパ面６が、鋳造金型３の凹部１１のテーパ面１２に所定公差内のクリアランスでほぼ密接した状態で離脱不能に装着される。これにより、鋳造成形時、溶湯が、位置決め治具１の大径部５のテーパ面６と、鋳造金型３の凹部１１のテーパ面１２との間に浸入できないために、バルブシート２の位置精度の低下を防ぐことができる。
当然ながら、この状態では、取り外し棒１０は位置決め治具１の各貫通孔８、８に挿通されていない。
【００２６】
次に、図５（ｃ）及び図６（ａ）に示すように、吸気ポート４１及び排気ポート４２の位置に砂型中子が配置され、型閉めされてシリンダヘッド２が鋳造成形される（第３ステップ）。
鋳造成形時、溶湯が、位置決め治具１とバルブシート２との間に浸入できず、また、位置決め治具１と鋳造金型３との間へも浸入できないため、位置決め治具１（バルブシート２）が位置ズレを起こすことはない。
また、鋳造成形時、位置決め治具１へ伝達される温度がキュリー温度（本実施形態ではフェライト磁石で４７０℃）を超えた時点で位置決め治具１はその自発磁化を失うようになる。なお、位置決め治具１は、その自発磁化が失われた後でも、凹部１１内に密接に位置決めされた状態であるので、位置決め治具１（バルブシート２）が位置ズレを起こすことはない。
さらに、位置決め治具１は、一度自発磁化を失った場合には冷間においても自発磁化を失ったままの状態であるので、溶湯が凝固した後、型開きの段階においても、自発磁化が失われた状態にある。
次に、溶湯が凝固した後型開き時には、位置決め治具１はその自発磁化が失われた状態であるので、鋳造金型３が位置決め治具１から容易に離脱され型開きが行われる（第３ステップ）。
最終的に型開き後は、図５（ｄ）及び図６（ｂ）に示すように、位置決め治具１の各貫通孔８、８に取り外し棒１０が挿通され、該取り外し棒１０を把持して回転させながら、自発磁化を失った位置決め治具１をバルブシート２から取り外し、バルブシート２の鋳ぐるみが完了する（第４ステップ）。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る位置決め治具１ａを、図７、図９及び図１０に基いて説明する。
第２の実施の形態に係る位置決め治具１ａは、図７及び図１０に示すように、円筒状に形成されている。位置決め治具１ａの端部外周面には、軸方向一端に向かって次第に小径に形成されるテーパ面１５が形成されている。位置決め治具１ａは、そのテーパ面１５を除く外周面の外径がバルブシート２の内周面の内径に対応しており、そのテーパ面１５を除く外周面の軸方向の高さがバルブシート２の厚さに対応している。
なお、位置決め治具１ａのテーパ面１５を除く外周面と、バルブシート２の内周面とは、そのクリアランスがバルブシート２の位置精度に依存するために、それぞれの基準寸法に対する公差が例えば３／１００に設定されている。
【００２８】
位置決め治具１ａの内周面は、外周面にテーパ面１５が形成される側に向かって次第に拡径されるテーパ面１６に形成されている。これは、図１１及び図１２に示すように、位置決め治具１ａは製品取り出し方向に対して傾斜角度θ１で傾斜して配置されるために、型開き時、後述する鋳造金型３の凸部１７が、位置決め治具１ａのテーパ面１６に干渉することないようにそのテーパ面１６の傾斜角度が設定されている。つまり、位置決め治具１ａのテーパ面１６の軸方向に対する傾斜角度θ２は、鋳造金型３に設けた凸部１７の製品取り出し方向（型開き方向）に対する傾斜角度θ１と同一または該傾斜角度θ１より大きく設定される。
また、位置決め治具１ａの内周面には、環状のスリット１８が形成されている。そして、位置決め治具１ａの環状のスリット１８に、先端部に鍔部を有する取り外し棒１０ａを嵌合させて、該取り外し棒１０ａを、位置決め治具１ａをバルブシート２から取り外す際の把持部として機能させている。
【００２９】
また、本発明の第２の実施の形態に係る位置決め治具１ａが採用される際には、図８に示すように、鋳造金型３のバルブシート２が配される部位に、位置決め治具１ａの位置決めガイドとして断面円形状の凸部１７が形成される。また、凸部１７の全高は、位置決め治具１ａの軸方向の高さに一致する。凸部１７の外周面は、位置決め治具１ａの内周面に設けたテーパ面１６に対応するテーパ面２０に形成される。
なお、位置決め治具１ａの内周面に設けたテーパ面１６と、鋳造金型３の凸部１７の外周面に設けたテーパ面２０とは、そのクリアランスがバルブシート２の位置精度に依存するために、それぞれの基準寸法に対する公差が例えば３／１００に設定されている。
【００３０】
また、鋳造金型３の凸部１７の周りには環状壁部２１が立設され、凸部１７と環状壁部２１との間に、位置決め治具１ａのテーパ面１５を有する部位が嵌合される環状溝部２２が形成される。また、環状壁部２１の高さは、位置決め治具１ａのテーパ面１５を有する部位の軸方向の高さに一致すると共に、環状壁部２１の内周面が、位置決め治具１ａの外周面に設けたテーパ面１５に対応するテーパ面２３に形成される。また、環状壁部２１の上面は、バルブシート２を支持できるように平面状を呈している。
なお、位置決め治具１ａの外周面に設けたテーパ面１５と、環状壁部２１の内周面に設けたテーパ面２３とは、そのクリアランスがバルブシート２の位置精度に依存するために、それぞれの基準寸法に対する公差が例えば３／１００に設定されている。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る位置決め治具１ａを使用したシリンダヘッドへのバルブシートの鋳ぐるみ方法を図１０に基いて以下に説明するが、第１の実施の形態に係る位置決め治具１を使用した鋳ぐるみ方法と略同じであるので、第１の実施の形態に係る鋳ぐるみ方法と相違する点のみを説明する。
まず、位置決め治具１ａのテーパ面１５を除く外周面にバルブシート２の内周面を当接させて、磁力により位置決め治具１ａのテーパ面１５を除く外周面にバルブシート２を装着する（第１ステップ）。この状態では、バルブシート２の内周面が、位置決め治具１ａの外周面に所定公差内のクリアランスでほぼ密接した状態で装着される。これにより、鋳造成形時、溶湯が、位置決め治具１ａの外周面と、バルブシート２の内周面との間に浸入できないために、バルブシート２の位置精度の低下を防ぐことができる。
【００３２】
次に、バルブシート２が装着された位置決め治具１ａを、露出しているテーパ面１５側から、鋳造金型２に設けた凸部１７に嵌合させ、位置決め治具１ａのテーパ面１５を有する部位を凸部１７の周りの環状溝部２２に嵌合させて位置決めすると共に、位置決め治具１ａが磁力により鋳造金型３の凸部１７周りの環状溝部２２に離脱不能に装着される（第２ステップ）。この状態では、位置決め治具１ａの内周面のテーパ面１６が、鋳造金型３の凸部１７のテーパ面２０に所定公差内のクリアランスでほぼ密接した状態で、且つ、位置決め治具１ａの外周面のテーパ面１５が、鋳造金型３の環状壁部２１のテーパ面２３に所定公差内のクリアランスでほぼ密接した状態で離脱不能に装着される。また、この状態では、環状壁部２１の上面に、バルブシート２の一端面が当接している。これにより、鋳造成形時、溶湯が、位置決め治具１ａの内周面のテーパ面１６と、鋳造金型３の凸部１７のテーパ面２０との間に浸入できず、また、位置決め治具１ａの外周面のテーパ面１５と、鋳造金型３の環状壁部２１のテーパ面２３との間にも浸入できないために、バルブシート２の位置精度の低下を防ぐことができる。
【００３３】
次に、吸気ポート４１及び排気ポート４２の位置に砂型中子が配置され、型閉めされてシリンダヘッド２が鋳造成形される（第３ステップ）。
鋳造成形時には、溶湯が、位置決め治具１ａとバルブシート２との間に浸入できず、また、位置決め治具１ａと鋳造金型３の凸部１７との間並びに位置決め治具１ａと環状壁部２１との間にも浸入できないために、位置決め治具１（バルブシート２）が位置ズレを起こすことはない。
また、鋳造成形時には、位置決め治具１ａへ伝達される温度がキュリー温度（本実施形態ではフェライト磁石で４７０℃）を超えた時点で位置決め治具１ａはその自発磁化を失うようになるが、位置決め治具１ａは、その自発磁化が失われた後でも、凸部１７の周りの環状溝部２２内に密接に位置決めされた状態であるので、位置決め治具１（バルブシート２）が位置ズレを起こすことはない。しかも、バルブシート２の一端面が環状壁部２１の上面に当接しているために、バルブシート２が位置決め治具１ａに対して軸方向に位置ズレを起こすこともない。
【００３４】
次に、溶湯が凝固した後型開き時には、位置決め治具１ａはその自発磁化が失われた状態であるので、鋳造金型３が位置決め治具１ａから容易に離脱され型開きが行われる（第３ステップ）。
最終的に型開き後は、位置決め治具１ａの内周面に設けた環状のスリット１８に、取り外し棒１０ａの鍔部を引っ掛けて、該取り外し棒１０ａを引きながら、自発磁化を失った位置決め治具１ａをバルブシート２から取り外し、バルブシート２の鋳ぐるみが完了する（第４ステップ）。
【００３５】
なお、第１及び第２の実施の形態に係る位置決め治具１、１ａは、使用後に、磁場を再び飽和磁化まで付与することで、自発磁化を有するようになり再利用が可能になる。
【００３６】
以上説明したように、本発明の実施の形態では、シリンダヘッド４０へのバルブシート２の鋳ぐるみの際に使用する位置決め治具１、１ａに、キュリー温度が、鋳造成形時に治具本体に伝達される最大温度よりも小さいフェライト磁石を採用したので、鋳造成形時には、バルブシート２を位置決め治具１、１ａを介して鋳造金型３の所定位置に位置決めすることができ、溶湯の凝固後型開き時には、位置決め治具１、１ａはその自発磁化が失われた状態であるので、位置決め治具１、１ａを鋳造金型３から離型させることができ、しかも、自発磁化を失った位置決め治具１、１ａを容易にバルブシート２から離脱させることができる。
これにより、バルブシート２の位置精度を向上させると共に、位置決めの際の作業性及び生産性を向上させることができる。また、バルブシート２の位置精度が向上するので、鋳造後の粗加工及び仕上げ加工時のバルブシート２の加工量が減少され、また、バルブシート２を圧入でシリンダヘッドに装着した従来方法において必要であった穴加工が不必要になり、コスト低減を達成することができる。
【００３７】
また、本発明の実施の形態では、位置決め治具１、１ａの外形形状は、鋳造金型３に設けられた位置決めガイドに対応するように形成されている。すなわち、第１の実施形態に係る位置決め治具１では、鋳造金型３に設けた位置決めガイドとして機能する凹部１１に対応した円柱状に形成され、一方、第２の実施形態に係る位置決め治具１ａでは、鋳造金型３に設けた位置決めガイドとして機能する凸部１７に対応した円筒状に形成されている。
これにより、位置決め治具１、１ａは、型閉めから鋳造成形時、位置決め治具１、１ａに伝達される温度がキュリー温度に到達しない段階までは、位置決め治具１、１ａは位置決めガイドに密接に位置決めされ、且つ磁力により鋳造金型３に離脱不能に装着され、しかも、位置決め治具１、１ａへ伝達される温度がキュリー温度を超え、位置決め治具１、１ａがその自発磁化を失っても、位置決め治具１、１ａは位置決めガイドに密接に位置決めされた状態であるので、バルブシート２の位置精度がさらに向上する。
【００３８】
また、本発明の実施の形態を採用することにより、従来、シリンダヘッドとの面圧で界面強度を保持していたバルブシートの圧入方法では、実現不可能であったバルブシートの内径の拡径化（薄肉化）が実現可能となり、吸入効率ＵＰに伴う燃費の飛躍的向上が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係るバルブシートの位置決め治具の斜視図である。
【図２】図２は、図１の位置決め治具において鋳造金型に装着される側の平面図である。
【図３】図３は、図１の位置決め治具が位置決めされる、鋳造金型に設けた位置決めガイドを示す断面図である。
【図４】図４は、図１の位置決め治具が、図３の鋳造金型の位置決めガイドに位置決めされ装着された断面図である。
【図５】図５は、図１の位置決め治具を使用したバルブシートの鋳ぐるみ方法を段階的に示した図である。
【図６】図６は、図５（ｃ）及び（ｄ）の一部を拡大した図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施の形態に係るバルブシートの位置決め治具の斜視図である。
【図８】図８は、図７の位置決め治具において鋳造金型に装着される側の平面図である。
【図９】図９は、図７の位置決め治具が位置決めされる、鋳造金型に設けた位置決めガイドを示す断面図である。
【図１０】図１０は、図７の位置決め治具が、図９の鋳造金型の位置決めガイドに位置決めされ装着された断面図である。
【図１１】図１１は、図７の位置決め治具が装着される鋳造金型の断面図である。
【図１２】図１２は、図７の位置決め治具の内周面に設けたテーパ面の傾斜角度を説明するための図である。
【図１３】図１３は、一般的なシリンダヘッドの図で、シリンダブロック側の平面図である。
【図１４】図１４は、従来のバルブシートの鋳ぐるみ方法で、鋳造金型にバルブシートを位置決めした断面図である。
【図１５】図１５は、図１４におけるバルブシートが位置決めされた際の平面図である。
【図１６】図１６（ａ）は、従来のバルブシートの鋳ぐるみ方法で鋳造完了時点のバルブシートの位置を示す平面図であり、（ｂ）は穴加工後のバルブシートの平面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１、１ａ  位置決め治具（フェライト磁石），２  バルブシート，３  鋳造金型，６  テーパ面（第１実施形態の位置決め治具側），１０、１０ａ  取り外し棒（把持部），１１  凹部（位置決めガイド），１２  テーパ面（第１実施形態の鋳造金型側），１５、１６  テーパ面（第２実施形態の位置決め治具側），１７  凸部（位置決めガイド），２２  環状溝部，２０、２３  テーパ面（第２実施形態の鋳造金型側）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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