JP2015034541A - Cast molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋳造成形品に関し、一層詳細には、中空内部が区画壁部で仕切られることによって複数個の内室が形成された鋳造成形品に関する。 The present invention relates to a cast molded product, and more particularly, to a cast molded product in which a plurality of inner chambers are formed by partitioning a hollow interior with a partition wall portion.
自動車に搭載される内燃機関は、シリンダブロックと、図5に示されるシリンダヘッド10とを有する。これらはいずれも鋳造加工装置によって作製される鋳造成形品であり、例えば、アルミニウム合金の溶湯から得られる。
An internal combustion engine mounted on an automobile has a cylinder block and a
この中のシリンダヘッド10は、平面視で略長方形形状をなす中空体である。すなわち、シリンダヘッド10は、底壁部12と、該底壁部12から略垂直に立ち上がった長側壁部14a、14b及び短側壁部16a、16bとを有する。そして、長側壁部14a、14b及び短側壁部16a、16bの内方には、これら長側壁部14a、14b及び短側壁部16a、16bに囲繞されることによって中空内部18が形成されている。
The
なお、底壁部12の外面は、シリンダブロックに臨むガスケット面となる。ガスケット面には、図6に示すように、鋳造加工装置に形成された湯道等に残留した溶湯が固化した方案部19が一体的に連なる。
Note that the outer surface of the
長側壁部14a、14b同士の間には、短側壁部16a、16bの延在方向(矢印X方向)に平行な短区画壁部20a〜20dが複数個橋架される。さらに、短区画壁部20a〜20d同士の間には、長側壁部14a、14bの延在方向(矢印Y方向)に平行な長区画壁部22が設けられる。
Between the long
近年における自動車構成部品の軽量化への要請から、長側壁部14a、14bの厚みは可及的に小さく設定される。そこで、長側壁部14a、14bの外面には、長側壁部14a、14bの剛性を向上させるための複数個のリブ24が設けられる。特許文献1に示されるように、リブ24は、中空内部18の深さ方向、すなわち、図6における上下方向(矢印Z方向)に沿って延在する。場合によっては、ポート26に近接する側が逆V字状となるように分岐することもある。
Due to the recent demand for weight reduction of automobile components, the thickness of the long
長側壁部14a、14bの上端面には、中空内部18を閉塞するヘッドケースを締め付ける締め付けボルト用のボルト受部28が矢印X方向に沿って突出形成される。前記複数個のリブ24の各々は、ボルト受部28の各々に連なる。
On the upper end surfaces of the long
上記したシリンダヘッド10は、低圧鋳造によって作製される。この低圧鋳造において、湯口近傍の溶湯が先に凝固してしまうと、溶湯をキャビティに導入することが困難となる。このことから諒解されるように、湯口からの押し湯効果を維持するには、キャビティに充填された溶湯を、湯口から最も離間した部分から湯口に向かって凝固させる(いわゆる指向性凝固)ことが望ましい。
The
ここで、長側壁部14a、14bにおいて、上記したボルト受部28が設けられた部位は、ボルト受部28の突出量分だけ、ボルト受部28が設けられていない部位に比して肉厚である。このため、ボルト受部28の突出量が特に大きい場合、他の部位に比して凝固速度が小さくなる、いわゆる凝固遅れが生じる懸念がある。
Here, in the long
一般に、液相(溶湯)から固相(鋳造成形品)への相変化が起こるときには、体積収縮を伴う。従って、凝固遅れが生じた部位は、引け巣等の鋳造欠陥の一因となる。 Generally, when a phase change from a liquid phase (molten metal) to a solid phase (cast product) occurs, volume shrinkage is accompanied. Therefore, the site where the solidification delay occurs contributes to casting defects such as shrinkage cavities.
以上のように、内室が形成されるとともに、ボルト受部28等の外方に向かって突出した膨出部を有する鋳造成形品を作製するに際しては、前記膨出部に鋳造欠陥が発生し易いという不具合が指摘されている。
As described above, when producing a cast product having an inner chamber and a bulging portion protruding outward such as the
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、膨出部が設けられて肉厚となった部位での凝固遅れが回避され、このために該部位で鋳造欠陥が発生する懸念が払拭された鋳造成形品を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and avoids a solidification delay in a portion where the bulging portion is provided and becomes thick, and there is a concern that a casting defect may occur in the portion. An object is to provide a cast product that has been wiped away.
前記の目的を達成するために、本発明は、底壁部と、前記底壁部から立ち上がった側壁部とを有し、前記側壁部に囲繞されることで中空内部が形成された鋳造成形品であって、
前記側壁部の対向部位同士に橋架され、前記中空内部を複数個の内室に区分する区画壁部と、
前記側壁部の上端面に、前記中空内部の深さ方向に対して直交する方向に突出形成された複数個の膨出部と、
前記側壁部の外面に突出形成され、且つ該中空内部の深さ方向に沿って延在して前記複数個の膨出部の各々に連なる複数個のリブと、
を備え、
前記膨出部の中の少なくとも1個は、前記区画壁部の橋架方向に対して平行に突出し、且つ前記区画壁部から離間した位置に配設され、
前記側壁部と前記区画壁部との複数個の交差部の中、少なくとも、前記区画壁部から離間した位置に配設された前記膨出部に近接する交差部に、前記側壁部と前記区画壁部に橋架された部位を一辺とし、且つ前記中空内部の深さ方向に沿って延在する平面視で三角形状の三角柱状突部が設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a cast molded article having a bottom wall portion and a side wall portion rising from the bottom wall portion, and having a hollow interior formed by being surrounded by the side wall portion. Because
A partition wall portion that is bridged between opposing portions of the side wall portion and divides the hollow interior into a plurality of inner chambers;
A plurality of bulging portions formed on the upper end surface of the side wall portion so as to protrude in a direction perpendicular to the depth direction of the hollow interior;
A plurality of ribs formed on the outer surface of the side wall portion and extending along the depth direction of the hollow interior and continuing to each of the plurality of bulging portions;
With
At least one of the bulges protrudes in parallel to the bridge direction of the partition wall and is disposed at a position spaced from the partition wall,
Among the plurality of intersecting portions of the side wall portion and the partition wall portion, at least at the intersecting portion adjacent to the bulging portion disposed at a position separated from the partition wall portion, the side wall portion and the partition A portion bridged by the wall portion is provided as one side, and a triangular prism-shaped protrusion portion having a triangular shape in a plan view extending along the depth direction of the hollow interior is provided.
このような構成においては、鋳造成形品を鋳造加工にて作製する際、膨出部と区画壁部ないし側壁部との間で三角柱状突部を介して熱が伝達される。従って、湯口からの距離が大きな膨出部の温度は、指向性凝固により区画壁部ないし側壁部の温度よりも低くなる。 In such a configuration, when a cast product is produced by casting, heat is transmitted between the bulging portion and the partition wall portion or the side wall portion via the triangular columnar projection. Therefore, the temperature of the bulging portion having a large distance from the gate becomes lower than the temperature of the partition wall portion or the side wall portion due to directional solidification.
その結果として、膨出部に、周囲の温度よりも高温の箇所、すなわち、いわゆる熱溜まりが発生することを抑制することができる。結局、膨出部に凝固遅れが生じることが回避され、これにより、膨出部の近傍に引け巣等の鋳造欠陥が発生することを防止することができる。 As a result, it is possible to suppress the occurrence of a portion having a temperature higher than the ambient temperature, that is, a so-called heat pool, in the bulging portion. Eventually, the occurrence of a solidification delay in the bulging portion is avoided, thereby preventing the occurrence of casting defects such as shrinkage cavities in the vicinity of the bulging portion.
前記側壁部と前記区画壁部とが直交する鋳造成形品では、前記三角柱状突部は、前記側壁部と前記区画壁部に橋架された部位によって形成される一辺を斜辺、前記側壁部の内面の一部を底辺とする直角三角形をなす。この場合、前記斜辺と前記底辺との交差角度は20°〜30°の範囲内であることが好ましい。20°未満では、鋳造加工時、キャビティの三角柱状突部を形成する部分に溶湯が回り込むことが容易でなくなる。また、30°を超えると、内室に収容する機構が、三角柱状突部に干渉し易くなる。 In the cast molded product in which the side wall portion and the partition wall portion are orthogonal to each other, the triangular prism-shaped protrusion has a hypotenuse on one side formed by the portion bridged by the side wall portion and the partition wall portion, and the inner surface of the side wall portion It forms a right triangle with a part of. In this case, the crossing angle between the oblique side and the bottom side is preferably within a range of 20 ° to 30 °. If it is less than 20 °, it is not easy for the molten metal to enter the portion of the cavity where the triangular columnar protrusion is formed during casting. If the angle exceeds 30 °, the mechanism accommodated in the inner chamber easily interferes with the triangular prism-shaped protrusion.
また、前記膨出部が平面視で円弧状に湾曲した形状をなすときには、前記三角柱状突部の、前記側壁部と前記区画壁部に橋架された部位は、前記膨出部の仮想内接円の直径と、前記側壁部の内面側とが直交する箇所を起点として前記区画壁部に向かうことが好ましい。これにより、鋳造成形品に求められる機能と品質を両立させることが容易となる。 Further, when the bulging portion has a shape curved in an arc shape in a plan view, a portion of the triangular columnar projection bridged by the side wall portion and the partition wall portion is a virtual inscribed portion of the bulging portion. It is preferable that the circle diameter and the inner surface side of the side wall portion are directed to the partition wall portion from a starting point. Thereby, it becomes easy to achieve both the function and quality required for a cast product.
さらに、前記膨出部に連なる前記複数個のリブの中の少なくとも1つが、前記膨出部から離間するに従って拡開することが好ましい。例えば、前記底壁部が湯口に近接する側であると、鋳造加工時、リブの拡開した端部には溶湯が近接することになる。このため、膨出部側が低温、リブの拡開した端部が高温となるような熱勾配が生じる。従って、膨出部が先に凝固し始める指向性凝固が生じ易くなる。 Furthermore, it is preferable that at least one of the plurality of ribs connected to the bulging portion expands as the distance from the bulging portion increases. For example, when the bottom wall portion is on the side close to the pouring gate, the molten metal comes close to the end portion where the rib is expanded during casting. For this reason, a thermal gradient is generated such that the bulging portion side is at a low temperature and the end portion where the rib is expanded is at a high temperature. Therefore, directional solidification tends to occur in which the bulging portion starts to solidify first.
内室の寸法や形状によっては、三角柱状突部を設けると、該内室に収容する機器が三角柱状突部に干渉することがある。このような内室には三角柱状突部を設けず、該内室の外面に形成するリブを上記した形状とすればよい。換言すれば、前記膨出部から離間するに従って拡開するように延在するリブは、三角柱状突部が設けられていない内室の近傍に配設された膨出部に連設すればよい。これにより、三角柱状突部が存在しない内室の近傍に設けられた膨出であっても、上記の通り、指向性凝固が生じ易くなる。 Depending on the dimensions and shape of the inner chamber, when a triangular prism-shaped protrusion is provided, the device accommodated in the inner chamber may interfere with the triangular prism-shaped protrusion. Such an inner chamber is not provided with a triangular prism-shaped protrusion, and the rib formed on the outer surface of the inner chamber may have the shape described above. In other words, the rib extending so as to expand as it is separated from the bulging portion may be provided continuously with the bulging portion disposed in the vicinity of the inner chamber where the triangular columnar protrusion is not provided. . Thereby, even if it is the bulging provided in the vicinity of the inner chamber where there is no triangular columnar protrusion, directional solidification is likely to occur as described above.
底壁部側に湯口を設けた場合、方案部は、底壁部から突出するように形成される。すなわち、この場合、溶湯は、キャビティの前記リブを形成する部分に溶湯が導入された後、前記膨出部を形成する部分に導入される。このような鋳造成形品であっても、リブよりも先に膨出部で凝固が生じる指向性凝固を確保することができる。 When the gate is provided on the bottom wall side, the design part is formed so as to protrude from the bottom wall part. That is, in this case, the molten metal is introduced into the portion of the cavity where the rib is formed and then introduced into the portion of the cavity where the bulging portion is formed. Even in such a cast product, directional solidification in which solidification occurs at the bulging portion prior to the rib can be ensured.
以上において、鋳造成形品の好適な具体例としては、シリンダヘッドが挙げられる。 In the above, a cylinder head is mentioned as a suitable specific example of the cast product.
本発明によれば、中空内部が区画壁部によって仕切られ、且つ側壁部の上端面に膨出部が突出形成される鋳造成形品において、区画壁部と側壁部の交差部の少なくとも1つに、これら区画壁部と側壁部に橋架された三角柱状突部を設けるようにしている。この三角柱状突部を介して、膨出部と区画壁部、ないし側壁部との間で熱伝達が起こるので、湯口から最も大きく離間した膨出部の温度が、区画壁部ないし側壁部の温度よりも低くなる。 According to the present invention, in a cast molded product in which the hollow interior is partitioned by the partition wall portion and the bulging portion protrudes from the upper end surface of the side wall portion, at least one of the intersecting portions of the partition wall portion and the side wall portion The triangular columnar projections bridged between the partition wall and the side wall are provided. Since heat transfer occurs between the bulging portion and the partition wall portion or the side wall portion through the triangular columnar protrusion, the temperature of the bulging portion that is the largest away from the gate is the temperature of the partition wall portion or the side wall portion. It becomes lower than the temperature.
その結果、膨出部に熱溜まりが発生することを抑制することができる。従って、該膨出部において凝固遅れが発生することが回避される。このため、該膨出部の近傍で鋳造欠陥が発生する懸念を払拭することができる。 As a result, it is possible to suppress the occurrence of heat accumulation in the bulging portion. Therefore, the occurrence of a solidification delay in the bulging portion is avoided. For this reason, the concern that a casting defect occurs in the vicinity of the bulging portion can be eliminated.
以下、本発明に係る鋳造成形品につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の図面におけるA方向、X方向、Y方向及びZ方向は、図5及び図6中のA方向、X方向、Y方向及びZ方向に対応する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a cast product according to the present invention will be given and described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following drawings, the A direction, the X direction, the Y direction, and the Z direction correspond to the A direction, the X direction, the Y direction, and the Z direction in FIGS. 5 and 6.
図1〜図3は、それぞれ、本実施の形態に係る鋳造成形品としてのシリンダヘッド50の全体概略平面図、図1中のA方向矢視側面図、B方向矢視側面図である。このシリンダヘッド50は、底壁部52と、該底壁部52から略垂直に立ち上がった第1長側壁部54、第2長側壁部56、第1短側壁部58及び第2短側壁部60とを有する。シリンダヘッド50は単一部材であり、従って、底壁部52と4個の側壁部54、56、58、60同士が一体的に連なるとともに、側壁部54、56、58、60の中の互いに交差するもの同士が一体的に連なっていることは勿論である。
1 to 3 are an overall schematic plan view of a
底壁部52は、互いに平行な2個の長辺と、該長辺に略直交し且つ互いに平行な2個の短辺とを有する略長方形形状をなす。この底壁部52の外面は、シリンダブロックに臨むガスケット面となる。
The
このシリンダヘッド50は、低圧鋳造によって作製される。この際、溶湯は、キャビティの下方に位置して底壁部52を形成する部分から導入される。従って、鋳造された直後の底壁部52には、湯道等に残留した溶湯が固化することで形成された方案部62(図2及び図3参照)が一体的に連なっている。
The
第1長側壁部54及び第2長側壁部56は前記2個の長辺の各々から立ち上がり、一方、第1短側壁部58及び第2短側壁部60は前記2個の短辺の各々から立ち上がっている。従って、図1に示すように、第1長側壁部54と第2長側壁部56が互いに平行して対向するとともに、第1短側壁部58と第2短側壁部60も互いに平行して対向する。
The first long
第1長側壁部54及び第2長側壁部56は、第1短側壁部58及び第2短側壁部60の各々に対して略直交し、このため、シリンダヘッド50は、平面視で略長方形形状をなす中空体である。すなわち、第1長側壁部54、第2長側壁部56、第1短側壁部58及び第2短側壁部60の内方には、これら4個の側壁部54、56、58、60に囲繞されることによって中空内部64が形成されている。なお、シリンダヘッド50の開放端である上端は、図示しないヘッドケースによって閉塞される。
The first long
第1長側壁部54と第2長側壁部56の間には、第1短側壁部58及び第2短側壁部60の延在方向(矢印X方向)に略平行な複数個の短区画壁部、すなわち、第1短区画壁部66a、第2短区画壁部66b、第3短区画壁部66c及び第4短区画壁部66dが橋架される。さらに、第1短区画壁部66a〜第4短区画壁部66dの長さ方向略中腹部には、長側壁部54、56の延在方向(矢印Y方向)に平行な長区画壁部68が一体的に連なる。これらの区画壁部66a〜66d、68により、中空内部64に第1内室70a〜第7内室70gが形成される。第1内室70a〜第7内室70gの各々は、燃焼室に連通する吸気ポート72(図2参照)、排気ポート74(図3参照)を開閉するためのカムが設けられるカム室である。
Between the 1st long
なお、図1中の下方(第1長側壁部54側)が吸気側、上方(第2長側壁部56側)が排気側である。そして、第1短区画壁部66a〜第4短区画壁部66dには、それぞれ、吸気側カムシャフトを支持するための第1ジャーナル部76、排気側カムシャフトを支持するための第2ジャーナル部78が形成される。
In FIG. 1, the lower side (first long
第1ジャーナル部76、第2ジャーナル部78は、第2短側壁部60にも形成される。その一方で、第1短側壁部58には、矢印Z方向寸法(図2及び図3参照)が小さな段部80が陥没形成される。
The
中空内部64において、吸気側の底部(第1内室70a〜第3内室70cの底部と第4内室70dの吸気側の底部)は、排気側の底部(第4内室70dの排気側の底部と第5内室70e〜第7内室70gの底部)よりも深い位置に設定されている。このため、第1長側壁部54の内面側の深さは、第2長側壁部56の内面側の深さよりも大きくなっている。
In the
第1長側壁部54の外面下方では吸気ポート72が開口し(図2参照)、第2長側壁部56の外面下方では排気ポート74が開口する(図3参照)。また、第1長側壁部54及び第2長側壁部56の外面には、該長側壁部54、56の剛性を向上させるための複数個のリブが長側壁部54、56と一体的に設けられる。
The
すなわち、先ず、第1長側壁部54の外面からは、第1リブ82a、第2リブ82b、第3リブ82c、第4リブ82d、第5リブ82e及び第6リブ82fが突出している。これら第1リブ82a〜第6リブ82fは、吸気ポート72の上方を起点とし、中空内部64(ないし第1内室70a〜第7内室70g)の深さ方向である矢印Z方向に沿って延在する。
That is, first, the
この中、第1リブ82a、第2リブ82b、第3リブ82c及び第5リブ82eは略半円柱体形状をなす。また、第4リブ82dは、図2中の上方から下方に向かうに従って拡開しており、このため、三角形ないし台形に近似される形状である。さらに、第6リブ82fは、略K字状をなす。
Among these, the
図1及び図2を参照して諒解されるように、第1長側壁部54の上端面には、複数個の膨出部、すなわち、第1膨出部84a、第2膨出部84b、第3膨出部84c、第4膨出部84d、第5膨出部84e及び第6膨出部84fが突出形成される。これら第1膨出部84a〜第6膨出部84fは、中空内部64(ないし第1内室70a〜第7内室70g)の深さ方向である矢印Z方向に対して直交する方向(矢印X方向)、換言すれば、第1短区画壁部66a〜第4短区画壁部66dの橋架方向に対して平行に延在する。なお、第1膨出部84a〜第6膨出部84fは、ほとんどが、前記ヘッドケースを締め付ける締め付けボルト用のボルト受部として機能する。
As will be understood with reference to FIGS. 1 and 2, the upper end surface of the first long
第1膨出部84a〜第6膨出部84fは、第1短区画壁部66a〜第4短区画壁部66dの延在方向(矢印X方向)の軸線上には位置していない。すなわち、第1膨出部84a〜第6膨出部84fは、第1短区画壁部66a〜第4短区画壁部66dから離間した位置に配設されている。特に、第4膨出部84dは、第1長側壁部54の、第2内室70bの一辺をなす部位の延在方向(矢印Y方向)の略中腹に位置する。
The
さらに、第3膨出部84c〜第5膨出部84eは、図2に示すように、平面視で円弧状に湾曲した形状をなし、略半円形状に近似し得る。
Further, as shown in FIG. 2, the third bulging
前記第1リブ82aは、第1膨出部84aに一体的に連なる。同様に、第2リブ82b〜第6リブ82fの各々は、第2膨出部84b〜第6膨出部84fに一体的に連なる。第1リブ82a〜第6リブ82fの突出量は、第1膨出部84a〜第6膨出部84fに比して小さく設定される。
The
次に、第2長側壁部56の外面からは、図3に示すように、第7リブ82g、第8リブ82h、第9リブ82i及び第10リブ82jが突出している。これら第7リブ82g〜第10リブ82jは、略半円柱体形状をなし、排気ポート74の上方を起点として、中空内部64(ないし第1内室70a〜第7内室70gの深さ方向)である矢印Z方向に沿って延在する。
Next, as shown in FIG. 3, the
図1及び図3を参照して諒解されるように、第2長側壁部56の上端面には、中空内部64(ないし第1内室70a〜第7内室70g)の深さ方向である矢印Z方向に対して直交する方向(矢印X方向)に、第7膨出部84g、第8膨出部84h、第9膨出部84i、第10膨出部84j及び第11膨出部84kが突出形成される。これら第7膨出部84g〜第11膨出部84kもまた、ほとんどが、前記ヘッドケースを締め付ける締め付けボルト用のボルト受部となる。
As will be understood with reference to FIGS. 1 and 3, the upper end surface of the second long
第9膨出部84iには、第6内室70f側に半楕円形状に膨出し、且つ第6内室70fの深さ方向(矢印Z方向)に沿って延在する半楕円状柱部86が一体的に連なる。
The ninth bulging
第7膨出部84g〜第10膨出部84jは、第1短区画壁部66a〜第4短区画壁部66dの延在方向(矢印X方向)の軸線上には位置しておらず、結局、第1短区画壁部66a〜第4短区画壁部66dから離間した位置に配設されている。一方、第11膨出部84kは、第4短区画壁部66dの延在方向の軸線上に配置されている。
The
前記第7リブ82gは、第7膨出部84gに一体的に連なる。同様に、第8リブ82h、第9リブ82i及び第10リブ82jは、それぞれ、第8膨出部84h、第9膨出部84i、第11膨出部84kに一体的に連なる。第7リブ82g〜第10リブ82jの突出量は、第7膨出部84g〜第9膨出部84i、第11膨出部84kに比して小さく設定される。
The
図1に示すように、第1内室70aにおいて、第1長側壁部54と第1短区画部の交差部、及び第1長側壁部54と第2短区画壁部66bの交差部には、第1三角柱状突部88a、第2三角柱状突部88bがそれぞれ設けられる。第1三角柱状突部88aは、平面視で、第1長側壁部54の内面の一部を底辺、第1長側壁部54と第1短区画壁部66aに橋架された部位を斜辺とし、第1短区画壁部66aの内面の一部を残余の一辺(高さ方向の辺)とする直角三角形をなす。
As shown in FIG. 1, in the first
同様に、第2三角柱状突部88bは、平面視で、第1長側壁部54の内面の一部を底辺、第1長側壁部54と第2短区画壁部66bに橋架された部位を斜辺とし、第2短区画壁部66bの内面の一部を残余の一辺(高さ方向の辺)とする直角三角形である。そして、第1三角柱状突部88aは第2膨出部84bに近接し、第2三角柱状突部88bは第3膨出部84cに近接する。
Similarly, in the plan view, the second triangular
また、第3内室70cでは、第1長側壁部54と第3短区画壁部66cの交差部に第3三角柱状突部88cが設けられている。すなわち、第3三角柱状突部88cは、第5膨出部84eに近接する側の交差部に配設されている。この第3三角柱状突部88cは、平面視で、第1長側壁部54の内面の一部を底辺、第1長側壁部54と第3短区画壁部66cに橋架された部位を斜辺、第3短区画壁部66cの内面の一部を高さ方向の辺とする直角三角形である。
In the third
さらに、第4内室70dでは、第1長側壁部54と第2短側壁部60の交差部、すなわち、第6膨出部84fに近接する側の交差部に第4三角柱状突部88dが設けられている。該第4三角柱状突部88dは、平面視で、第1長側壁部54の内面の一部を底辺、第1長側壁部54と第2短側壁部60に橋架された部位を斜辺、第2短側壁部60の内面の一部を高さ方向の辺とする直角三角形をなす。
Further, in the fourth
そして、第5内室70eでは、第7膨出部84gに近接する第2長側壁部56と第1短区画部の交差部に第5三角柱状突部88eが設けられ、第7内室70gでは、第10膨出部84jに近接する第2長側壁部56と第3短区画部の交差部に第6三角柱状突部88fが設けられる。第5三角柱状突部88eは、平面視で、第2長側壁部56の内面の一部を底辺、第2長側壁部56と第1短区画壁部66aに橋架された部位を斜辺、第1短区画壁部66aの内面の一部を高さ方向の辺とする直角三角形をなし、一方、第6三角柱状突部88fは、平面視で、第2長側壁部56の内面の一部を底辺、第2長側壁部56と第3短区画壁部66cに橋架された部位を斜辺、第3短区画壁部66cの内面の一部を高さ方向の辺とする直角三角形をなす。
In the fifth
なお、第4膨出部84dが配設された第2室には、三角柱状突部が設けられていない。すなわち、第4膨出部84dから吸気ポート72(下方)に向かうに従って拡開する第4リブ82dは、三角柱状突部が設けられていない第2内室70bの外面に設けられている。
In addition, the triangular prismatic protrusion is not provided in the second chamber in which the fourth bulging
以上の第1三角柱状突部88a〜第6三角柱状突部88fは、第1内室70a、第3内室70c、第4内室70d、第5内室70e及び第7内室70gの深さ方向である矢印Z方向(図2及び図3参照)に沿って所定の厚みを有する。このため、第1三角柱状突部88a〜第6三角柱状突部88fは三角柱形状をなす。第1三角柱状突部88a〜第6三角柱状突部88fの厚み方向(矢印Z方向)の寸法は、好ましくは、第1リブ82a〜第10リブ82jのZ方向寸法と同程度である。
The first triangular
ここで、第3三角柱状突部88cの近傍を拡大して図4に示す。第5膨出部84eが略半円形状に近似されるため、仮想線で示しているように、第5膨出部84eと第1長側壁部54内に、第5膨出部84eに内接する仮想内接円C1を形成することが可能である。
Here, the vicinity of the third triangular prism-shaped
仮想内接円C1の直径D、第1長側壁部54の内面の位置を示す境界線Lは、点Pで交わる。第3三角柱状突部88cの斜辺Sは、点P(直径Dと境界線L)を起点とし、第3短区画壁部66cに向かっている。第3三角柱状突部88cにおいて、底辺(境界線L)と斜辺Sとの交差角度は、20°〜30°であることが好ましい。
A boundary line L indicating the diameter D of the virtual inscribed circle C1 and the position of the inner surface of the first
残余の第1三角柱状突部88a、第2三角柱状突部88b、第4三角柱状突部88d〜第6三角柱状突部88fも同様に、底辺と斜辺との交差角度を20°〜30°に設定することが好ましい。
Similarly, the remaining first triangular
本実施の形態に係るシリンダヘッド50(鋳造成形品)は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果について説明する。 The cylinder head 50 (cast product) according to the present embodiment is basically configured as described above. Next, the function and effect will be described.
シリンダヘッド50は、低圧鋳造によって作製される。その際、鋳造加工装置では、ガスケット面を形成する部分が下方、開放端である上端を形成する部分が上方を向くようにキャビティが形成され、湯口及び湯道を通過した溶湯は、キャビティの下方(ガスケット面側)から導入される。すなわち、第1リブ82a〜第10リブ82jを形成する部分と、第1膨出部84a〜第11膨出部84kを形成する部分とでは、第1リブ82a〜第10リブ82jを形成する部分の方に溶湯が先に導入され、次に、第1膨出部84a〜第11膨出部84kを形成する部分に溶湯が導入される。以上のようにしてキャビティの全体に溶湯が充填された後、溶湯が凝固を開始する。
The
湯口からの押し湯効果を維持するためには、キャビティに充填された溶湯が、湯口から最も離間した部分から湯口に向かって凝固する(指向性凝固)ことが望ましい。しかしながら、第1膨出部84a〜第8膨出部84h、第10膨出部84j及び第11膨出部84kは、第1リブ82a〜第10リブ82jに比して突出量が大きい(換言すれば、肉厚が大きい)。このため、第1膨出部84a〜第8膨出部84h、第10膨出部84j及び第11膨出部84kの凝固速度が、第1リブ82a〜第10リブ82jに比して小さくなる懸念がある。
In order to maintain the effect of the hot water from the gate, it is desirable that the molten metal filled in the cavity solidifies from the portion farthest from the gate toward the gate (directional solidification). However, the first bulging
この懸念を払拭するべく、本実施の形態においては、第1三角柱状突部88a〜第6三角柱状突部88fを設けるようにしている。すなわち、溶湯は、キャビティにおける第1三角柱状突部88a〜第6三角柱状突部88fを形成する部分に回り込む。
In order to eliminate this concern, in the present embodiment, the first triangular
このため、第1三角柱状突部88aが近接する第2膨出部84bと、第1短区画壁部66aとの間で、第1三角柱状突部88aを介して熱が伝達される。第2三角柱状突部88bが近接する第3膨出部84cと、第2短区画壁部66bとの間でも同様に、第2三角柱状突部88bを介して熱が伝達される。勿論、第5膨出部84e、第6膨出部84f、第7膨出部84g、第10膨出部84jにおいても同様に、第3三角柱状突部88c〜第6三角柱状突部88fを介して、第3短区画壁部66c、第2短側壁部60、第1短側壁部58、第3短区画壁部66cとの間で熱伝達が起こる。
For this reason, heat is transmitted through the first triangular
その結果、第2膨出部84b、第3膨出部84c、第5膨出部84e、第6膨出部84f、第7膨出部84g及び第10膨出部84jの温度は、指向性凝固も相俟って、第1短区画壁部66a、第2短区画壁部66b、第3短区画壁部66c、第2短側壁部60の上端面の温度よりも低くなる。このため、膨出部84b、84c、84e、84f、84g、84jに、周囲の温度よりも高温の箇所、すなわち、熱溜まりが発生することが抑制される。以上のような理由から、膨出部84b、84c、84e、84f、84g、84jは、第1短区画壁部66a〜第3短区画壁部66c、第2短側壁部60の上端面と略同時に凝固し始める。すなわち、膨出部84b、84c、84e、84f、84g、84jに凝固遅れが生じることが回避されて指向性凝固が確保される。
As a result, the temperatures of the second bulging
なお、第2内室70bに三角柱状突部を設けると、第2内室70bに設けられる機構が該三角柱状突部に干渉することになる。この不具合を回避するべく、第2内室70bには三角柱状突部が設けられていない。
In addition, when the triangular columnar protrusion is provided in the second
ここで、第4膨出部84dに連なる第4リブ82dは、吸気ポート72に向かうにつれて拡開した三角形形状ないし台形形状をなす。すなわち、第4リブ82dの幅方向(矢印Y方向)寸法、ひいては断面積は、湯口に近接する下方で大きくなっている。このため、第4膨出部84dと、第1長側壁部54の下方との間で、第1長側壁部54の下方側が高温、第4膨出部84d側が低温となる熱勾配が生じる。従って、第4膨出部84dが優先的に凝固する。これにより、指向性凝固が確保される。
Here, the
第11膨出部84kは、第4短区画壁部66dの延在方向の軸線上に位置する。このため、第11膨出部84kと第4短区画壁部66dの間で熱が直接授受される。従って、第11膨出部84kの近傍に三角柱状突部を設けなくとも、該第11膨出部84kは第4短区画壁部66dの上端面と略同時に凝固し始める。
The
加えて、第2長側壁部56の内面側の深さは、第1長側壁部54の内面側の深さよりも小さい。このため、第2長側壁部56に設けられる第7膨出部84g〜第11膨出部84kでは、凝固遅れが生じ難い。このことも、第7膨出部84g〜第11膨出部84kからの指向性凝固に寄与する。従って、三角柱状突部の個数が吸気側(第1長側壁部54側)に比して少なくとも、特に差し支えはない。
In addition, the depth on the inner surface side of the second long
なお、第1膨出部84aは、比較的厚肉の第1短側壁部58に連なる。このため、第1膨出部84aと第1短側壁部58の間で熱が伝達されるので、第1膨出部84aからの指向性凝固が確保される。
The first bulging
以上のように、本実施の形態では、短区画壁部との間で熱伝達が起こり難く、このために凝固遅れが生じ易い膨出部の近傍に三角柱状突部を設けるようにしている。このため、膨出部と短区画壁部との間で、三角柱状突部を介する熱伝達が起こり易くなる。これにより、該膨出部から、その下方のリブに向かって凝固するような指向性凝固が起こる。 As described above, in the present embodiment, heat transfer is unlikely to occur between the short partition wall portions, and for this reason, the triangular columnar protrusion is provided in the vicinity of the bulging portion where a solidification delay is likely to occur. For this reason, heat transfer via the triangular columnar protrusion is likely to occur between the bulging portion and the short partition wall portion. Thereby, directional solidification that solidifies from the bulging portion toward the rib below the bulging portion occurs.
その結果として、該膨出部において凝固遅れが生じることが回避される。従って、該膨出部の近傍に引け巣等の鋳造欠陥が発生することを防止することができる。すなわち、鋳造欠陥が発生する懸念が払拭される。 As a result, the occurrence of a solidification delay in the bulging portion is avoided. Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of casting defects such as shrinkage cavities in the vicinity of the bulging portion. That is, the concern that casting defects will occur is eliminated.
また、第1三角柱状突部88a〜第6三角柱状突部88fにおいて、底辺と斜辺の交差角度を20°〜30°とした場合には、キャビティの、第1三角柱状突部88a〜第6三角柱状突部88fを形成するための部分に十分に溶湯が回り込むとともに、第1内室70a、第3内室70c、第4内室70d、第5内室70e及び第6内室70fに収容される機構が干渉することを回避することが容易となるという利点がある。
Further, in the first triangular
特に、第5膨出部84eの近傍の第3三角形状突部88cでは、斜辺Sの起点を、第5膨出部84eの仮想内接円C1の直径Dと、第1長側壁部54の内面側の境界線Lとの交点としている。このような第3三角柱状突部88cを設けることにより、シリンダヘッド50としての製品機能と、品質との双方を両立させることができる。
In particular, in the third
本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The present invention is not particularly limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、鋳造成形品はシリンダヘッド50に限定されるものではなく、中空内部64が区画壁部によって仕切られることで内室が形成され、且つ側壁部の上端面に膨出部が突出形成される形状、すなわち、平面視でいわゆる井桁形状をなすものであればよい。
For example, the cast product is not limited to the
また、重量が過度に大きくならないような場合であれば、第1リブ82a〜第10リブ82jの全てを、第4リブ82dと同様に三角形形状ないし台形形状とするようにしてもよい。
Further, if the weight does not become excessively large, all of the
さらに、内室に収容される機器に対して干渉が起こらない場合には、三角柱状突部における底辺と斜辺の交差角度を30°よりも大きくするようにしてもよい。 Furthermore, when no interference occurs with the equipment accommodated in the inner chamber, the angle of intersection of the base and the hypotenuse in the triangular prismatic protrusion may be made larger than 30 °.
内室に収容される機構に対して干渉が起こらず、重量が過度に大きくならないような場合には、第1長側壁部54又は第2長側壁部56と、第1短区画壁部66a〜第4短区画壁部66dとの交差部の全てに三角柱状突部を設けてもよいことは勿論である。
When interference does not occur with respect to the mechanism accommodated in the inner chamber and the weight does not become excessively large, the first long
10、50…シリンダヘッド 12、52…底壁部
14a、14b、54、56…長側壁部
16a、16b、58、60…短側壁部
18、64…中空内部 19、62…方案部
20a〜20d、66a〜66d…短区画壁部 22、68…長区画壁部
24、82a〜82j…リブ 70a〜70g…内室
84a〜84k…膨出部 86…半楕円状柱部
88a〜88f…三角柱状突部 C1…仮想内接円
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記側壁部の対向部位同士に橋架され、前記中空内部を複数個の内室に区分する区画壁部と、
前記側壁部の上端面に、前記中空内部の深さ方向に対して直交する方向に突出形成された複数個の膨出部と、
前記側壁部の外面に突出形成され、且つ該中空内部の深さ方向に沿って延在して前記複数個の膨出部の各々に連なる複数個のリブと、
を備え、
前記膨出部の中の少なくとも1個は、前記区画壁部の橋架方向に対して平行に突出し、且つ前記区画壁部から離間した位置に配設され、
前記側壁部と前記区画壁部との複数個の交差部の中、少なくとも、前記区画壁部から離間した位置に配設された前記膨出部に近接する交差部に、前記側壁部と前記区画壁部に橋架された部位を一辺とし、且つ前記中空内部の深さ方向に沿って延在する平面視で三角形状の三角柱状突部が設けられていることを特徴とする鋳造成形品。 A cast molded article having a bottom wall part and a side wall part rising from the bottom wall part, wherein a hollow interior is formed by being surrounded by the side wall part,
A partition wall portion that is bridged between opposing portions of the side wall portion and divides the hollow interior into a plurality of inner chambers;
A plurality of bulging portions formed on the upper end surface of the side wall portion so as to protrude in a direction perpendicular to the depth direction of the hollow interior;
A plurality of ribs formed on the outer surface of the side wall portion and extending along the depth direction of the hollow interior and continuing to each of the plurality of bulging portions;
With
At least one of the bulges protrudes in parallel to the bridge direction of the partition wall and is disposed at a position spaced from the partition wall,
Among the plurality of intersecting portions of the side wall portion and the partition wall portion, at least at the intersecting portion adjacent to the bulging portion disposed at a position separated from the partition wall portion, the side wall portion and the partition A cast molded article characterized in that a portion bridged by a wall portion is provided on one side, and a triangular prism-shaped protrusion is formed in a triangular shape in a plan view extending along the depth direction of the hollow interior.
前記斜辺と前記底辺との交差角度が20°〜30°であることを特徴とする鋳造成形品。 2. The cast molded product according to claim 1, wherein the side wall portion and the partition wall portion are orthogonal to each other, and the triangular columnar protrusion has a side formed by a portion bridged by the side wall portion and the partition wall portion. A hypotenuse, a right triangle with the base of a part of the inner surface of the side wall,
A cast-molded product, wherein an angle of intersection between the oblique side and the bottom side is 20 ° to 30 °.
前記膨出部から離間するに従って拡開するように延在する前記リブは、前記三角柱状突部が設けられていない前記内室の近傍に配設された膨出部に連なることを特徴とする鋳造成形品。 In the cast product according to claim 4, at least one of the plurality of inner chambers is not provided with the triangular columnar protrusion,
The rib extending so as to expand as it is separated from the bulging portion is connected to a bulging portion disposed in the vicinity of the inner chamber where the triangular columnar protrusion is not provided. Cast molded product.
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