JP2002266692A - エンジン構造物及びその製造方法 - Google Patents
エンジン構造物及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高い強度を得ることのできるエンジン構造物、
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】冷却水通路１２を備えたシリンダヘッド２
は、鋳型内に中空中子１４を配設した状態で鋳込みを行
い、その中空中子を除去してできる孔を冷却水通路１２
とすることによって形成される。また、鋳込み時には中
空中子に対して通水が行われることにより、鋳型内の溶
湯（溶融金属）の温度低下が促進される。従って、溶湯
の凝固が遅れることに伴いシリンダヘッド２の材料密度
が低下することが抑制される。
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】冷却水通路１２を備えたシリンダヘッド２
は、鋳型内に中空中子１４を配設した状態で鋳込みを行
い、その中空中子を除去してできる孔を冷却水通路１２
とすることによって形成される。また、鋳込み時には中
空中子に対して通水が行われることにより、鋳型内の溶
湯（溶融金属）の温度低下が促進される。従って、溶湯
の凝固が遅れることに伴いシリンダヘッド２の材料密度
が低下することが抑制される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダヘッドや
シリンダブロックなど、鋳造によって形成されるエンジ
ン構造物、及びその製造方法に関するものである。
シリンダブロックなど、鋳造によって形成されるエンジ
ン構造物、及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、上記のようなシリンダヘッドや
シリンダブロックといったエンジン構造物には、エンジ
ンの冷却水を流すための通路として用いられる孔や、部
品の組み付けに用いられるボルトをねじ込むための孔と
いった各種の孔が形成されている。こうした各種の孔は
エンジン構造物の鋳造時に形成される。即ち、エンジン
構造物の鋳型に例えば砂を固めて形成される中子（砂中
子）を配設し、その状態で鋳込みを行った後に上記砂中
子を除去するための砂焼・砂落処理を行うことで、上記
各種の孔を備えたエンジン構造物が形成されるようにな
る。
シリンダブロックといったエンジン構造物には、エンジ
ンの冷却水を流すための通路として用いられる孔や、部
品の組み付けに用いられるボルトをねじ込むための孔と
いった各種の孔が形成されている。こうした各種の孔は
エンジン構造物の鋳造時に形成される。即ち、エンジン
構造物の鋳型に例えば砂を固めて形成される中子（砂中
子）を配設し、その状態で鋳込みを行った後に上記砂中
子を除去するための砂焼・砂落処理を行うことで、上記
各種の孔を備えたエンジン構造物が形成されるようにな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋳込み
時に鋳型内の溶湯（溶融金属）が温度低下に伴い凝固し
てエンジン構造物が形成される際、溶湯の温度低下が遅
くなって同溶湯の凝固が遅くなると、上記エンジン構造
物の材料密度が低下するため、高い強度のエンジン構造
物を得ることが困難になる。
時に鋳型内の溶湯（溶融金属）が温度低下に伴い凝固し
てエンジン構造物が形成される際、溶湯の温度低下が遅
くなって同溶湯の凝固が遅くなると、上記エンジン構造
物の材料密度が低下するため、高い強度のエンジン構造
物を得ることが困難になる。
【０００４】特に、上記各種の孔を備えるエンジン構造
物を形成する際に上述したような砂中子を用いる場合、
この砂中子が熱伝導率の小さい（冷えにくい）ものであ
ることから、同砂中子の持つ熱によって溶湯の温度低下
の遅れが顕著になり、高い強度のエンジン構造物を得る
ことが一層困難になる。
物を形成する際に上述したような砂中子を用いる場合、
この砂中子が熱伝導率の小さい（冷えにくい）ものであ
ることから、同砂中子の持つ熱によって溶湯の温度低下
の遅れが顕著になり、高い強度のエンジン構造物を得る
ことが一層困難になる。
【０００５】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、高い強度を得ることのでき
るエンジン構造物、及びその製造方法を提供することに
ある。
ものであって、その目的は、高い強度を得ることのでき
るエンジン構造物、及びその製造方法を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。上記
目的を達成するため、請求項１記載の発明では、鋳造に
よって形成されるエンジン構造物であって、鋳型内に配
設されて鋳込み時に冷媒の流通が行われる中空中子によ
って形成された孔を備えた。
るための手段及びその作用効果について記載する。上記
目的を達成するため、請求項１記載の発明では、鋳造に
よって形成されるエンジン構造物であって、鋳型内に配
設されて鋳込み時に冷媒の流通が行われる中空中子によ
って形成された孔を備えた。
【０００７】上記の構成によれば、エンジン構造物の製
造過程において、鋳込み時に中空中子に対して冷媒の流
通が行われると、鋳型内の溶湯（溶融金属）の温度低下
が促進される。従って、溶湯の凝固速度が遅くなってエ
ンジン構造物の材料密度が低下することが抑制され、エ
ンジン構造物の強度が高められるようになる。
造過程において、鋳込み時に中空中子に対して冷媒の流
通が行われると、鋳型内の溶湯（溶融金属）の温度低下
が促進される。従って、溶湯の凝固速度が遅くなってエ
ンジン構造物の材料密度が低下することが抑制され、エ
ンジン構造物の強度が高められるようになる。
【０００８】なお、上記中空中子によって形成された孔
は、例えばエンジンの冷却水や潤滑油といった流体を流
すための通路として用いられる。また、鋳込み時に中空
中子の内部に流す冷媒としては、冷却性能及び取り扱い
の容易性の面から例えば水を採用することが考えられ
る。
は、例えばエンジンの冷却水や潤滑油といった流体を流
すための通路として用いられる。また、鋳込み時に中空
中子の内部に流す冷媒としては、冷却性能及び取り扱い
の容易性の面から例えば水を採用することが考えられ
る。
【０００９】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記孔は、前記冷媒の流通に伴い崩壊す
る中空中子によって形成されているものとした。上記の
構成によれば、エンジン構造物の製造過程で中空中子の
内部に対し冷媒の流通が行われると、同中空中子が崩壊
して除去されることから、溶湯の凝固速度を速めると同
時に中空中子を除去することができ、孔を備えたエンジ
ン構造物の形成に要する時間を短くすることができる。
発明において、前記孔は、前記冷媒の流通に伴い崩壊す
る中空中子によって形成されているものとした。上記の
構成によれば、エンジン構造物の製造過程で中空中子の
内部に対し冷媒の流通が行われると、同中空中子が崩壊
して除去されることから、溶湯の凝固速度を速めると同
時に中空中子を除去することができ、孔を備えたエンジ
ン構造物の形成に要する時間を短くすることができる。
【００１０】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明において、前記孔は、前記冷媒との間の化学反応に
より膨張して崩壊する中空中子によって形成されている
ものとした。
発明において、前記孔は、前記冷媒との間の化学反応に
より膨張して崩壊する中空中子によって形成されている
ものとした。
【００１１】上記の構成によれば、エンジン構造物の製
造過程で中空中子に対し冷媒の流通が行われると、同中
空中子が冷媒との間の化学反応により膨張することから
速やかに崩壊して効率よく除去されるようになる。従っ
て、中空中子の除去が一層速やかに行われ、孔を備えた
エンジン構造物の形成に要する時間を更に短くすること
ができる。
造過程で中空中子に対し冷媒の流通が行われると、同中
空中子が冷媒との間の化学反応により膨張することから
速やかに崩壊して効率よく除去されるようになる。従っ
て、中空中子の除去が一層速やかに行われ、孔を備えた
エンジン構造物の形成に要する時間を更に短くすること
ができる。
【００１２】請求項４記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記孔は、前記冷媒に溶融する中空中子
によって形成されているものとした。上記の構成によれ
ば、エンジン構造物の製造過程で中空中子に対し冷媒の
流通が行われると、同中空中子が冷媒に溶融して効率よ
く除去されるようになる。従って、中空中子の除去が一
層速やかに行われ、孔を備えたエンジン構造物の形成に
要する時間を更に短くすることができる。
発明において、前記孔は、前記冷媒に溶融する中空中子
によって形成されているものとした。上記の構成によれ
ば、エンジン構造物の製造過程で中空中子に対し冷媒の
流通が行われると、同中空中子が冷媒に溶融して効率よ
く除去されるようになる。従って、中空中子の除去が一
層速やかに行われ、孔を備えたエンジン構造物の形成に
要する時間を更に短くすることができる。
【００１３】請求項５記載の発明では、エンジン構造物
の鋳型に中子を配設した状態で鋳込みを行うことによ
り、孔を備えたエンジン構造物を形成するエンジン構造
物の製造方法において、前記鋳型には冷媒を流通させる
ことが可能な中空中子を配設し、鋳込み時に前記中空中
子の内部に前記冷媒を流すようにした。
の鋳型に中子を配設した状態で鋳込みを行うことによ
り、孔を備えたエンジン構造物を形成するエンジン構造
物の製造方法において、前記鋳型には冷媒を流通させる
ことが可能な中空中子を配設し、鋳込み時に前記中空中
子の内部に前記冷媒を流すようにした。
【００１４】上記の方法によれば、鋳込み時に中空中子
に対し冷媒の流通が行われ、鋳型内の溶湯（溶融金属）
の温度低下が促進される。従って、同溶湯の凝固速度が
遅くなってエンジン構造物の材料密度が低下することが
抑制され、エンジン構造物の強度を高めることができる
ようになる。
に対し冷媒の流通が行われ、鋳型内の溶湯（溶融金属）
の温度低下が促進される。従って、同溶湯の凝固速度が
遅くなってエンジン構造物の材料密度が低下することが
抑制され、エンジン構造物の強度を高めることができる
ようになる。
【００１５】請求項６記載の発明では、請求項５記載の
発明において、前記中空中子として前記冷媒の流通によ
って崩壊するものを用いた。上記の方法によれば、鋳込
み時に中空中子に対し冷媒の流通が行われると、同中空
中子が崩壊して除去されることから、溶湯の凝固速度を
速めると同時に中空中子を除去することができ、孔を備
えたエンジン構造物の形成に要する時間を短くすること
ができる。
発明において、前記中空中子として前記冷媒の流通によ
って崩壊するものを用いた。上記の方法によれば、鋳込
み時に中空中子に対し冷媒の流通が行われると、同中空
中子が崩壊して除去されることから、溶湯の凝固速度を
速めると同時に中空中子を除去することができ、孔を備
えたエンジン構造物の形成に要する時間を短くすること
ができる。
【００１６】請求項７記載の発明では、請求項６記載の
発明において、前記中空中子として前記冷媒との間の化
学反応により膨張して崩壊するものを用いた。上記の方
法によれば、鋳込み時に中空中子に対し冷媒の流通が行
われると、同中空中子が冷媒との間の化学反応により膨
張することから速やかに崩壊して効率よく除去されるよ
うになる。従って、中空中子の除去が一層速やかに行わ
れ、孔を備えたエンジン構造物の形成に要する時間を更
に短くすることができる。
発明において、前記中空中子として前記冷媒との間の化
学反応により膨張して崩壊するものを用いた。上記の方
法によれば、鋳込み時に中空中子に対し冷媒の流通が行
われると、同中空中子が冷媒との間の化学反応により膨
張することから速やかに崩壊して効率よく除去されるよ
うになる。従って、中空中子の除去が一層速やかに行わ
れ、孔を備えたエンジン構造物の形成に要する時間を更
に短くすることができる。
【００１７】請求項８記載の発明では、請求項５記載の
発明において、前記中空中子として前記冷媒に溶融する
ものを用いた。上記の方法によれば、鋳込み時に中空中
子に対し冷媒の流通が行われると、同中空中子が冷媒に
溶融して効率よく除去されるようになる。従って、中空
中子の除去が一層速やかに行われ、孔を備えたエンジン
構造物の形成に要する時間を更に短くすることができ
る。
発明において、前記中空中子として前記冷媒に溶融する
ものを用いた。上記の方法によれば、鋳込み時に中空中
子に対し冷媒の流通が行われると、同中空中子が冷媒に
溶融して効率よく除去されるようになる。従って、中空
中子の除去が一層速やかに行われ、孔を備えたエンジン
構造物の形成に要する時間を更に短くすることができ
る。
【００１８】請求項９記載の発明では、請求項６〜８の
いずれかに記載の発明において、前記冷媒の流通は前記
中空中子に接する溶湯が凝固し始めるタイミングで開始
されるようにした。
いずれかに記載の発明において、前記冷媒の流通は前記
中空中子に接する溶湯が凝固し始めるタイミングで開始
されるようにした。
【００１９】上記の方法によれば、中空中子に対する冷
媒流通の開始に伴い当該中空中子が除去されるとき、凝
固前の溶湯と冷媒とが接触して両者が反応してしまうの
を防止することができる。
媒流通の開始に伴い当該中空中子が除去されるとき、凝
固前の溶湯と冷媒とが接触して両者が反応してしまうの
を防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を自動車用エンジン
の鋳造アルミニウム製のシリンダヘッドに適用した一実
施形態を図１〜図５に従って説明する。
の鋳造アルミニウム製のシリンダヘッドに適用した一実
施形態を図１〜図５に従って説明する。
【００２１】図１は、上記エンジンのシリンダブロック
及び燃焼室付近を示す拡大断面図である。このエンジン
は、シリンダブロック１の上側に組み付けられたシリン
ダヘッド２と、シリンダブロック１内に往復移動可能に
設けられたピストン３とを備えている。これらシリンダ
ヘッド２とピストン３との間に区画形成された燃焼室４
内では、空気と燃料とからなる混合気に対し点火プラグ
１０によって点火が行われる。これにより混合気が燃焼
すると、そのときの燃焼エネルギでピストン３が往復移
動し、エンジンが駆動されるようになる。
及び燃焼室付近を示す拡大断面図である。このエンジン
は、シリンダブロック１の上側に組み付けられたシリン
ダヘッド２と、シリンダブロック１内に往復移動可能に
設けられたピストン３とを備えている。これらシリンダ
ヘッド２とピストン３との間に区画形成された燃焼室４
内では、空気と燃料とからなる混合気に対し点火プラグ
１０によって点火が行われる。これにより混合気が燃焼
すると、そのときの燃焼エネルギでピストン３が往復移
動し、エンジンが駆動されるようになる。
【００２２】燃焼室４にはエンジンの吸気通路５及び排
気通路６が二つに分岐した状態で接続されている（図１
には一方の吸気通路５及び排気通路６のみ図示）。そし
て、吸気通路５と燃焼室４との間は図２に示される吸気
バルブ７がエンジンの駆動に基づき開閉動作することで
連通・遮断され、排気通路６と燃焼室４との間は同図２
に示される排気バルブ８がエンジンの駆動に基づき開閉
動作することで連通・遮断される。
気通路６が二つに分岐した状態で接続されている（図１
には一方の吸気通路５及び排気通路６のみ図示）。そし
て、吸気通路５と燃焼室４との間は図２に示される吸気
バルブ７がエンジンの駆動に基づき開閉動作することで
連通・遮断され、排気通路６と燃焼室４との間は同図２
に示される排気バルブ８がエンジンの駆動に基づき開閉
動作することで連通・遮断される。
【００２３】また、シリンダヘッド２（図１）には、エ
ンジンの冷却水が流れるウォータジャケット９が形成さ
れている。このウォータジャケット９は、吸気通路５及
び排気通路６や、点火プラグ１０を収容する穴１０ａ等
との干渉を避けるべく、入り組んだ複雑な形状をしてい
る。そして、ウォータジャケット９内を流れる冷却水に
よってシリンダヘッド２が冷却されるようになる。
ンジンの冷却水が流れるウォータジャケット９が形成さ
れている。このウォータジャケット９は、吸気通路５及
び排気通路６や、点火プラグ１０を収容する穴１０ａ等
との干渉を避けるべく、入り組んだ複雑な形状をしてい
る。そして、ウォータジャケット９内を流れる冷却水に
よってシリンダヘッド２が冷却されるようになる。
【００２４】シリンダヘッド２において、ウォータジャ
ケット９よりも燃焼室４寄りに位置する部分、即ち図１
に一点鎖線で示される部分（以下、下層デッキ１１とい
う）には、径方向断面円形状の冷却水通路１２が形成さ
れている。この冷却水通路１２は、シリンダブロック１
に形成された冷却水用のブロック側通路１３と、シリン
ダヘッド２のウォータジャケット９とに接続され、両者
を繋いでいる。
ケット９よりも燃焼室４寄りに位置する部分、即ち図１
に一点鎖線で示される部分（以下、下層デッキ１１とい
う）には、径方向断面円形状の冷却水通路１２が形成さ
れている。この冷却水通路１２は、シリンダブロック１
に形成された冷却水用のブロック側通路１３と、シリン
ダヘッド２のウォータジャケット９とに接続され、両者
を繋いでいる。
【００２５】エンジンの冷却水は、ウォータポンプ（図
示せず）から吐出された後、ブロック側通路１３、冷却
水通路１２、ウォータジャケット９の順に通過し、シリ
ンダブロック１、下層デッキ１１、及びシリンダヘッド
２の上部などエンジンの各部位を冷却する。
示せず）から吐出された後、ブロック側通路１３、冷却
水通路１２、ウォータジャケット９の順に通過し、シリ
ンダブロック１、下層デッキ１１、及びシリンダヘッド
２の上部などエンジンの各部位を冷却する。
【００２６】ここで、冷却水通路１２の形状について図
２を参照して詳しく説明する。図２は、冷却水通路１
２、吸気バルブ７、排気バルブ８、及び点火プラグ１０
の位置関係を示す斜視図である。
２を参照して詳しく説明する。図２は、冷却水通路１
２、吸気バルブ７、排気バルブ８、及び点火プラグ１０
の位置関係を示す斜視図である。
【００２７】この図に示されるように、冷却水通路１２
は、ブロック側通路１３から冷却水が導入されるととも
に二つの排気バルブ８の間を通過するように延びる導入
部１２ａを備えている。この導入部１２ａは、点火プラ
グ１０の周りで円環状に延びる円環部１２ｂに接続され
ている。更に、円環部１２ｂからは、吸気バルブ７と排
気バルブ８との間を通過してウォータジャケット９へと
冷却水を導出する二つの導出部１２ｃが延びている。
は、ブロック側通路１３から冷却水が導入されるととも
に二つの排気バルブ８の間を通過するように延びる導入
部１２ａを備えている。この導入部１２ａは、点火プラ
グ１０の周りで円環状に延びる円環部１２ｂに接続され
ている。更に、円環部１２ｂからは、吸気バルブ７と排
気バルブ８との間を通過してウォータジャケット９へと
冷却水を導出する二つの導出部１２ｃが延びている。
【００２８】従って、冷却水通路１２内を流れる冷却水
は、下層デッキ１１（図１）において二つの排気バルブ
８の間の部分を通過した後、点火プラグ１０の周りを通
過し、続いて二方向に分岐してから吸気バルブ７と排気
バルブ８の間の部分を通過する。下層デッキ１１におい
て、吸気バルブ７、排気バルブ８、及び点火プラグ１０
の間は、燃焼室４内での燃料の燃焼に伴う熱によって高
温になり易いが、上記のように冷却水通路１２内を流れ
る冷却水によって効果的に冷却される。
は、下層デッキ１１（図１）において二つの排気バルブ
８の間の部分を通過した後、点火プラグ１０の周りを通
過し、続いて二方向に分岐してから吸気バルブ７と排気
バルブ８の間の部分を通過する。下層デッキ１１におい
て、吸気バルブ７、排気バルブ８、及び点火プラグ１０
の間は、燃焼室４内での燃料の燃焼に伴う熱によって高
温になり易いが、上記のように冷却水通路１２内を流れ
る冷却水によって効果的に冷却される。
【００２９】次に、鋳造による上記シリンダヘッド２の
製造方法について、図３〜図５を参照して説明する。冷
却水通路１２を備えたシリンダヘッド２は、鋳型内に各
種の中子を配設した状態で鋳込みを行い、その後に上記
中子を除去することによって形成される。即ち、鋳型に
上記中子を配設した状態で鋳込みが行われると、鋳型内
の溶湯（溶融金属）が温度低下して凝固したとき上記中
子に対応する部分に孔や空間が形成される。そして、こ
れらの孔や空間が、シリンダヘッド２の吸気通路５、排
気通路６、ウォータジャケット９、点火プラグ１０用の
穴１０ａ、及び冷却水通路１２等として用いられること
となる。ここで、上記冷却水通路１２（孔）を形成する
ための中子を図３に示す。
製造方法について、図３〜図５を参照して説明する。冷
却水通路１２を備えたシリンダヘッド２は、鋳型内に各
種の中子を配設した状態で鋳込みを行い、その後に上記
中子を除去することによって形成される。即ち、鋳型に
上記中子を配設した状態で鋳込みが行われると、鋳型内
の溶湯（溶融金属）が温度低下して凝固したとき上記中
子に対応する部分に孔や空間が形成される。そして、こ
れらの孔や空間が、シリンダヘッド２の吸気通路５、排
気通路６、ウォータジャケット９、点火プラグ１０用の
穴１０ａ、及び冷却水通路１２等として用いられること
となる。ここで、上記冷却水通路１２（孔）を形成する
ための中子を図３に示す。
【００３０】同図に示される中子（中空中子）１４は、
水との化学反応により膨張して崩壊する材料、例えば酸
化カルシウムをプレス加工で圧力を加えて固めることに
より形成される。こうして形成された中空中子１４はパ
イプ状をなし、冷却水通路１２の導入部１２ａに対応す
る導入パイプ部１４ａと、円環部１２ｂに対応する円環
パイプ部１４ｂと、導出部１２ｃに対応する導出パイプ
部１４ｃとを備えている。また、中空中子１４の内部は
水を通すための通路１５となっている。
水との化学反応により膨張して崩壊する材料、例えば酸
化カルシウムをプレス加工で圧力を加えて固めることに
より形成される。こうして形成された中空中子１４はパ
イプ状をなし、冷却水通路１２の導入部１２ａに対応す
る導入パイプ部１４ａと、円環部１２ｂに対応する円環
パイプ部１４ｂと、導出部１２ｃに対応する導出パイプ
部１４ｃとを備えている。また、中空中子１４の内部は
水を通すための通路１５となっている。
【００３１】図４及び図５は、上記中空中子１４をシリ
ンダヘッド２の鋳型に配設した状態を模式的に示した側
断面図及び平断面図である。これらの図に示されるよう
に、鋳型に配設された中空中子１４において、その導入
パイプ部１４ａの先端は鋳型（下型）１６に形成された
供給通路１７に接続され、導出パイプ部１４ｃの先端は
下型１６に形成された排出通路１８に接続される。そし
て、鋳込みが行われて鋳型内の溶湯が温度低下し、その
鋳型内における中空中子１４に接する溶湯が凝固開始す
ると、供給通路１７から中空中子１４内の通路１５に向
けて冷却水が供給される。即ち、中空中子１４に対する
通水は、中空中子１４に接する溶湯が温度低下によって
凝固し始めるタイミングで開始されることとなる。
ンダヘッド２の鋳型に配設した状態を模式的に示した側
断面図及び平断面図である。これらの図に示されるよう
に、鋳型に配設された中空中子１４において、その導入
パイプ部１４ａの先端は鋳型（下型）１６に形成された
供給通路１７に接続され、導出パイプ部１４ｃの先端は
下型１６に形成された排出通路１８に接続される。そし
て、鋳込みが行われて鋳型内の溶湯が温度低下し、その
鋳型内における中空中子１４に接する溶湯が凝固開始す
ると、供給通路１７から中空中子１４内の通路１５に向
けて冷却水が供給される。即ち、中空中子１４に対する
通水は、中空中子１４に接する溶湯が温度低下によって
凝固し始めるタイミングで開始されることとなる。
【００３２】通路１５に供給された冷却水は、導入パイ
プ部１４ａ、円環パイプ部１４ｂ、導出パイプ部１４ｃ
の内部を順次通過した後、排出通路１８へと排出され
る。このように中空中子１４に対して通水が行われる
と、鋳型内での溶湯の温度低下が促進される。従って、
溶湯の凝固速度が遅くなってシリンダヘッド２の材料密
度が低下することは抑制される。
プ部１４ａ、円環パイプ部１４ｂ、導出パイプ部１４ｃ
の内部を順次通過した後、排出通路１８へと排出され
る。このように中空中子１４に対して通水が行われる
と、鋳型内での溶湯の温度低下が促進される。従って、
溶湯の凝固速度が遅くなってシリンダヘッド２の材料密
度が低下することは抑制される。
【００３３】また、中空中子１４に対して通水が行われ
ると、同中子１４を形成している酸化カルシウムと水と
の化学反応によって水酸化カルシウムが生成される。こ
のように水酸化カルシウムが生成されると、中空中子１
４が膨張することにより崩壊して冷却水と共に排出通路
１８へと流され、中空中子１４の除去が速やかに行われ
るようになる。なお、中空中子１４の肉厚は、通路１５
への通水時に膨張して崩壊し易い厚さ、例えば１〜３ｍ
ｍに予め設定される。
ると、同中子１４を形成している酸化カルシウムと水と
の化学反応によって水酸化カルシウムが生成される。こ
のように水酸化カルシウムが生成されると、中空中子１
４が膨張することにより崩壊して冷却水と共に排出通路
１８へと流され、中空中子１４の除去が速やかに行われ
るようになる。なお、中空中子１４の肉厚は、通路１５
への通水時に膨張して崩壊し易い厚さ、例えば１〜３ｍ
ｍに予め設定される。
【００３４】以上詳述した本実施形態によれば、以下に
示す効果が得られるようになる。 （１）シリンダヘッド２の鋳造過程において、鋳込み時
に中空中子１４内の通路１５に対して冷却水の流通が行
われるため、鋳型内の溶湯の温度低下が促進される。従
って、溶湯の凝固速度が遅くなってシリンダヘッド２の
材料密度が低下することが抑制され、シリンダヘッド２
の強度が高められるようになる。
示す効果が得られるようになる。 （１）シリンダヘッド２の鋳造過程において、鋳込み時
に中空中子１４内の通路１５に対して冷却水の流通が行
われるため、鋳型内の溶湯の温度低下が促進される。従
って、溶湯の凝固速度が遅くなってシリンダヘッド２の
材料密度が低下することが抑制され、シリンダヘッド２
の強度が高められるようになる。
【００３５】（２）鋳型内の溶湯は、通水が行われる中
空中子１４に接した部分から、その中空中子１４から遠
い部分へと順次温度低下するようになる。こうした温度
低下の最も遅れる部分については、その温度低下時の収
縮に伴い、いわゆる引け巣が生じ易くなる。しかし、シ
リンダヘッド２の冷却水通路１２の周りについては、鋳
込み時に中空中子１４内を通過する冷却水によって最初
に冷却されるため、上記冷却水通路１２の周りに上記の
ような引け巣が生じるのを回避することができる。
空中子１４に接した部分から、その中空中子１４から遠
い部分へと順次温度低下するようになる。こうした温度
低下の最も遅れる部分については、その温度低下時の収
縮に伴い、いわゆる引け巣が生じ易くなる。しかし、シ
リンダヘッド２の冷却水通路１２の周りについては、鋳
込み時に中空中子１４内を通過する冷却水によって最初
に冷却されるため、上記冷却水通路１２の周りに上記の
ような引け巣が生じるのを回避することができる。
【００３６】（３）中空中子１４に対して通水が行われ
ると、同中空中子１４を形成する酸化カルシウムと水と
の化学反応によって水酸化カルシウムが生成され、その
結果として中空中子１４が膨張することにより崩壊して
効率よく除去されるようになる。従って、中空中子１４
の除去を速やかに行うことができ、その分だけシリンダ
ヘッド２の形成に要する時間を短くすることができる。
ると、同中空中子１４を形成する酸化カルシウムと水と
の化学反応によって水酸化カルシウムが生成され、その
結果として中空中子１４が膨張することにより崩壊して
効率よく除去されるようになる。従って、中空中子１４
の除去を速やかに行うことができ、その分だけシリンダ
ヘッド２の形成に要する時間を短くすることができる。
【００３７】（４）鋳込み時の中空中子１４に対する通
水は、鋳型内の溶湯が温度低下して凝固し始めるタイミ
ングで開始されるため、中空中子１４が通水に伴い除去
されたとき、その水と凝固前の溶湯とが反応するのを防
止することができる。
水は、鋳型内の溶湯が温度低下して凝固し始めるタイミ
ングで開始されるため、中空中子１４が通水に伴い除去
されたとき、その水と凝固前の溶湯とが反応するのを防
止することができる。
【００３８】なお、本実施形態は、例えば以下のように
変更することもできる。 ・中空中子１４を形成する材料として、水に溶解する性
質のものを採用してもよい。また、中空中子１４の通路
１５に流す冷媒として水を用いる代わりに、中空中子１
４を形成する酸化カルシウムを溶解する冷媒、例えば塩
化アンモニウム水溶液や酸性水溶液を用いてもよい。こ
れらの場合、中空中子１４の通路１５に冷媒を流したと
き、中空中子１４が冷媒に溶融して除去されるようにな
る。
変更することもできる。 ・中空中子１４を形成する材料として、水に溶解する性
質のものを採用してもよい。また、中空中子１４の通路
１５に流す冷媒として水を用いる代わりに、中空中子１
４を形成する酸化カルシウムを溶解する冷媒、例えば塩
化アンモニウム水溶液や酸性水溶液を用いてもよい。こ
れらの場合、中空中子１４の通路１５に冷媒を流したと
き、中空中子１４が冷媒に溶融して除去されるようにな
る。
【００３９】・吸気通路５、排気通路６、ウォータジャ
ケット９、点火プラグ１０用の穴１０ａ、潤滑油の通
路、及びボルト用の孔等を形成するのに、本発明の中空
中子を用いるとともに、鋳込み時に上記中空中子に対し
て冷媒（水）を流通させるようにしてもよい。
ケット９、点火プラグ１０用の穴１０ａ、潤滑油の通
路、及びボルト用の孔等を形成するのに、本発明の中空
中子を用いるとともに、鋳込み時に上記中空中子に対し
て冷媒（水）を流通させるようにしてもよい。
【００４０】・シリンダブロック１に本発明を適用して
もよい。この場合、例えばブロック側通路１３を形成す
るのに中空中子が用いられるようになる。次に、以上の
実施形態から把握することのできる技術的思想を、その
効果とともに以下に記載する。
もよい。この場合、例えばブロック側通路１３を形成す
るのに中空中子が用いられるようになる。次に、以上の
実施形態から把握することのできる技術的思想を、その
効果とともに以下に記載する。
【００４１】（１）鋳造の際に鋳型内に配設される中子
であって、冷媒の流通が行われる通路を備えるととも
に、前記通路への前記冷媒の流通によって崩壊する材料
によって形成されていることを特徴とする中空中子。
であって、冷媒の流通が行われる通路を備えるととも
に、前記通路への前記冷媒の流通によって崩壊する材料
によって形成されていることを特徴とする中空中子。
【００４２】上記の構成によれば、鋳型に中空中子が配
設された状態で鋳込みが行われ、鋳型内の溶湯（溶融金
属）が凝固開始してから中空中子に対して冷媒の流通が
行われると、溶湯の温度低下が促進されて凝固速度が速
められるとともに、中空中子が冷媒の流通によって崩壊
して除去されるようになる。従って、上記中空中子を用
いて形成される鋳造物の製造に要する時間を短くするこ
とができる。
設された状態で鋳込みが行われ、鋳型内の溶湯（溶融金
属）が凝固開始してから中空中子に対して冷媒の流通が
行われると、溶湯の温度低下が促進されて凝固速度が速
められるとともに、中空中子が冷媒の流通によって崩壊
して除去されるようになる。従って、上記中空中子を用
いて形成される鋳造物の製造に要する時間を短くするこ
とができる。
【００４３】（２）上記（１）に記載の中空中子におい
て、前記冷媒との間の化学反応により膨張して崩壊する
材料によって形成されている中空中子。上記の構成によ
れば、鋳込み時に中空中子に対し冷媒の流通が行われる
と、同中空中子が冷媒との間の化学反応により膨張する
ことから速やかに崩壊して効率よく除去されるようにな
る。従って、上記中空中子を用いて形成される鋳造物の
製造に要する時間を短くすることができる。
て、前記冷媒との間の化学反応により膨張して崩壊する
材料によって形成されている中空中子。上記の構成によ
れば、鋳込み時に中空中子に対し冷媒の流通が行われる
と、同中空中子が冷媒との間の化学反応により膨張する
ことから速やかに崩壊して効率よく除去されるようにな
る。従って、上記中空中子を用いて形成される鋳造物の
製造に要する時間を短くすることができる。
【００４４】（３）鋳造の際に鋳型内に配設される中子
であって、冷媒の流通が行われる通路を備えるととも
に、前記冷媒に溶融する材料によって形成されているこ
とを特徴とする中空中子。
であって、冷媒の流通が行われる通路を備えるととも
に、前記冷媒に溶融する材料によって形成されているこ
とを特徴とする中空中子。
【００４５】上記の構成によれば、鋳型に中空中子が配
設された状態で鋳込みが行われ、鋳型内の溶湯（溶融金
属）が凝固開始してから中空中子に対して冷媒の流通が
行われると、溶湯の温度低下が促進されて凝固速度が速
められるとともに、中空中子が冷媒に溶融して除去され
るようになる。従って、上記中空中子を用いて形成され
る鋳造物の製造に要する時間を短くすることができる。
設された状態で鋳込みが行われ、鋳型内の溶湯（溶融金
属）が凝固開始してから中空中子に対して冷媒の流通が
行われると、溶湯の温度低下が促進されて凝固速度が速
められるとともに、中空中子が冷媒に溶融して除去され
るようになる。従って、上記中空中子を用いて形成され
る鋳造物の製造に要する時間を短くすることができる。
【図１】本発明が適用されるシリンダヘッドを示す断面
図。
図。
【図２】同シリンダヘッドにおける吸気バルブ、排気バ
ルブ、燃料噴射ノズル、及び冷却水通路の位置関係を示
す斜視図。
ルブ、燃料噴射ノズル、及び冷却水通路の位置関係を示
す斜視図。
【図３】中空中子を示す斜視図。
【図４】鋳型内への中空中子の配設態様を示す側断面
図。
図。
【図５】鋳型内への中空中子の配設態様を示す平断面
図。
図。
１…シリンダブロック、２…シリンダヘッド、５…吸気
通路、６…排気通路、７…吸気バルブ、８…排気バル
ブ、９…ウォータジャケット、１２…冷却水通路、１２
ａ…導入部、１２ｂ…円環部、１２ｃ…導出部、１３…
ブロック側通路、１４…中空中子、１４ａ…導入パイプ
部、１４ｂ…円環パイプ部、１４ｃ…導出パイプ部、１
５…通路、１６…下型、１７…供給通路、１８…排出通
路。
通路、６…排気通路、７…吸気バルブ、８…排気バル
ブ、９…ウォータジャケット、１２…冷却水通路、１２
ａ…導入部、１２ｂ…円環部、１２ｃ…導出部、１３…
ブロック側通路、１４…中空中子、１４ａ…導入パイプ
部、１４ｂ…円環パイプ部、１４ｃ…導出パイプ部、１
５…通路、１６…下型、１７…供給通路、１８…排出通
路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２２Ｄ 27/04 Ｂ２２Ｄ 27/04 Ｇ 29/00 29/00 Ｆ Ｆ０２Ｆ 1/10 Ｆ０２Ｆ 1/10 Ｄ 1/24 1/24 Ｂ 1/38 1/38 Ａ Ｂ Ｆターム(参考） 3G024 AA01 AA04 AA06 AA14 AA15 AA21 CA02 CA05 DA06 DA08 GA04 HA07 4E093 QA02 QB03 UA01 UA02 UC01
Claims (9)
- 【請求項１】鋳造によって形成されるエンジン構造物で
あって、鋳型内に配設されて鋳込み時に冷媒の流通が行
われる中空中子によって形成された孔を備えるエンジン
構造物。 - 【請求項２】前記孔は、前記冷媒の流通に伴い崩壊する
中空中子によって形成されている請求項１記載のエンジ
ン構造物。 - 【請求項３】前記孔は、前記冷媒との間の化学反応によ
り膨張して崩壊する中空中子によって形成されている請
求項２記載のエンジン構造物。 - 【請求項４】前記孔は、前記冷媒に溶融する中空中子に
よって形成されている請求項１記載のエンジン構造物。 - 【請求項５】エンジン構造物の鋳型に中子を配設した状
態で鋳込みを行うことにより、孔を備えたエンジン構造
物を形成するエンジン構造物の製造方法において、 前記鋳型には冷媒を流通させることが可能な中空中子を
配設し、鋳込み時に前記中空中子の内部に前記冷媒を流
すようにしたエンジン構造物の製造方法。 - 【請求項６】前記中空中子として前記冷媒の流通によっ
て崩壊するものが用いられる請求項５記載のエンジン構
造物の製造方法。 - 【請求項７】前記中空中子として前記冷媒との間の化学
反応により膨張して崩壊するものが用いられる請求項６
記載のエンジン構造物の製造方法。 - 【請求項８】前記中空中子として前記冷媒に溶融するも
のが用いられる請求項５記載のエンジン構造物の製造方
法。 - 【請求項９】前記冷媒の流通は前記中空中子に接する溶
湯が凝固し始めるタイミングで開始される請求項６〜８
のいずれかに記載のエンジン構造物の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001064887A JP2002266692A (ja) | 2001-03-08 | 2001-03-08 | エンジン構造物及びその製造方法 |
| US10/083,148 US20020124815A1 (en) | 2001-03-06 | 2002-02-27 | Cooling structure of cylinder head and method for manufacturing cylinder head |
| EP02004940A EP1239135A3 (en) | 2001-03-06 | 2002-03-05 | Cooling structure of cylinder head and method for manufacturing cylinder head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001064887A JP2002266692A (ja) | 2001-03-08 | 2001-03-08 | エンジン構造物及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002266692A true JP2002266692A (ja) | 2002-09-18 |
Family
ID=18923647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001064887A Pending JP2002266692A (ja) | 2001-03-06 | 2001-03-08 | エンジン構造物及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002266692A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008532773A (ja) * | 2005-03-16 | 2008-08-21 | テネドラ ネマク エス．エイ．デ シー．ブイ． | アルミニウム製鋳物からの熱抽出が向上した方向性凝固のための方法及び装置 |
-
2001
- 2001-03-08 JP JP2001064887A patent/JP2002266692A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008532773A (ja) * | 2005-03-16 | 2008-08-21 | テネドラ ネマク エス．エイ．デ シー．ブイ． | アルミニウム製鋳物からの熱抽出が向上した方向性凝固のための方法及び装置 |
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