JP2004025248A - シリンダブロック鋳造用ボアピン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外周面がシリンダボアを形成する外側部材2と、外側部材2の内部の穴部2aに嵌挿された内側部材3と、内側部材3の内部に配置された冷却液配管4とを備える。内側部材3の外周面には複数の環状溝6、7、8、9と隣り合った環状溝を連通する連絡溝12、13、14が形成される。環状溝には冷却液の流れを規制する為の仕切板15,16,17,18を設ける。
【選択図】 図1
Description
【発明が属する技術分野】
本発明はシリンダブロック鋳造用ボアピンに関し、特に、シリンダーライナーが存在せず、溶湯材料がそのままシリンダボアとなるライナーレスシリンダブロック鋳造用ボアピンの冷却構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
シリンダブロック鋳造用ボアピンは、基端部が金型に固定され、先端側が金型キャビティ内に突出してその周囲に溶湯が鋳ぐるまれてシリンダボアを形成する。そしてボアピンの熱膨張を防ぐ目的やボアピン周囲の溶湯金属を冷却する目的から、ボアピンの内部には冷却液が供給される。
【0003】
特開平6−71405号公報記載のボアピンの冷却構造によれば、基端側が金型に固定されたボアピン本体と、ボアピン本体の基端側から延びボアピン本体に同軸に配置された冷却液配管を備える。冷却液配管は、注入用配管と排出用配管からなり、ボアピン本体の軸方向の途中まで延びている。そしてボアピン本体の先端側には、冷却液配管に連通してそれと一直線に延びる冷却室が形成されている。ボアピン本体の基端側で冷却液を注入用配管から冷却室に導入すると、ボアピンの先端側で冷却が行われる。この冷却液は排出用配管を通過してボアピンの基端側から排出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ボアピンの周囲に鋳ぐるまれた溶湯への冷却を高めるには、冷却室の直径を大きくして、冷却室周囲のボアピンの肉圧を薄くする必要がある。特に、ライナーレスのシリンダブロックを鋳造する場合には、溶湯の素材がそのままシリンダボアとなるため、より一層の冷却が必要となるが、冷却が不十分であると、溶湯金属の抱きつきや焼き付きが生じ、またボア面に鋳巣が発生する。
【0005】
また、単に冷却室の内径を大きくしただけでも、次のような問題が発生する。即ち、冷却室の内径が大きすぎると、その周囲のボアピンの肉厚が薄くなる。ボアピンの周囲に別体のシリンダライナーを嵌合しその周囲に溶湯を鋳ぐるむ鋳造であれば、シリンダライナが溶湯圧を受けるので、肉厚の薄さは極端な問題にはならないが、ライナーレスのシリンダブロックを鋳造する場合には、溶湯圧が直接ボアピンの薄肉部に作用するので、ボアピンの変形や破損の問題が生じる。
【0006】
また冷却室を大きくすることにより、冷却室の下部に冷却液が溜まる一方、冷却室の上部には空気が残留し、均一且つ十分な冷却ができなくなる。例えば、横型鋳造の場合には、シリンダボアの軸線が水平方向に延びているが、シリンダボアの下側のみが冷却液で冷却され、上側には冷却液が面することなく空気のみが残留し、ボアの周方向全体で均一な冷却ができない。
【0007】
更に、冷却室を大きくすれば、冷却室自体の流路断面積が大きくなるので、冷却液の流速が低下し、瞬時の冷却が困難となる。
【0008】
そこで本発明は、鋳造圧力による変形や破損がなく、ボアピンの周方向全体で均一かつ十分な冷却が可能であり、ボア部に鋳巣のないシリンダブロックの鋳造が可能なシリンダブロック鋳造用ボアピンを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ボアピン本体とボアピン本体に配置されその軸方向に延びる冷却液配管を備え、該ボアピン本体の先端側の外周面でシリンダボアを形成し、該ボアピン本体の基端側で冷却液を冷却液配管内に導入しまた冷却液配管から排出して該先端側で冷却を行うシリンダブロック鋳造用ボアピンにおいて、該ボアピン本体は、外周面がシリンダボアを形成すると共に内部に穴部2aを有する外側部材2と、該外側部材2の穴部2aに嵌挿されると共に内部に冷却液配管4が配置された内側部材3とを有し、該内側部材3の外周面には該冷却液配管4に連通する冷却溝6、7、8、9、12、13、14が形成され、該冷却溝6、7、8、9、12、13、14は、ボアピン本体の軸方向に互いに離間して配列された複数の環状溝6、7、8、9と、隣り合う環状溝6、7、8、9どうしを互いに連通するための軸方向溝12、13、14とからなり、該環状溝6、7、8、9には冷却液の流れを規制する為の仕切部材15、16、17、18が設けられているシリンダブロック鋳造用ボアピンを提供している。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明のシリンダブロック鋳造用ボアピン1について図1に基づき説明する。ボアピン1は外側部材2と内側部材3からなるボアピン本体と、内側部材3の内部に配置され、ボアピン本体の軸方向に延びる冷却液配管4とを備える。
【0011】
外側部材2は長尺な略円柱形状をなし、その内部には内側部材3を収容するための略円柱形状の有底の穴部2aが形成されている。内側部材3は外側部材2の穴部2aに嵌挿されており、内側部材3の基端側に形成された雄ネジ3aに外側部材2の雌ネジ2bを螺合することにより、外側部材2は内側部材3に固定されている。外側部材2の内周面と内側部材3の外周面の間にはOリング19が装着され、冷却液の漏れを防止している。外側部材2の先端側は金型キャビティ内に突出して配置され、金型キャビティに突出した先端側の外周面および端面がアルミニウム合金などの溶湯金属に直接接触してシリンダボアが形成される。そして先端側はわずかに先細りの抜け勾配形状をなしている。外側部材2の孔部2aに嵌挿される内側部材3の先端部は円柱形状であり、その外周面には後述する冷却溝が形成されている。内側部材3の基端部は金型ダイス5に固定されている。冷却液配管4は、冷却液注入のための内管4aと、内管4aと同心配置された外管4bとによる二重管構造であり、内管4aの外周面と外管4bの内周面との間の空間が冷却液排出通路(図示せず)となる。
【0012】
内側部材3には冷却液配管4を挿入するための冷却液配管用長孔3bが内側部材3を貫通して形成されている。冷却液配管用長孔3bは内側部材3の基端面(図示せず)に開口する。冷却液配管用長孔3bの先端部分は内管4aにより導かれた冷却液の通路の役割をなす。冷却液配管用長孔3bは内管4aと外管4bの外径に合わせてドリル加工等により形成される。
【0013】
内側部材3の先端部の外周面には冷却溝となる第1乃至第4環状溝6、7、8、9が軸方向に互いに離間して形成されている。これらの環状溝は、旋盤加工等により容易に形成できる。冷却液配管用長孔3bと第1環状溝6を連通する注入孔10が内側部材3の半径方向に延びて形成され、第4環状溝9と冷却液排出通路(図示せず)を連通する排出孔11が内側部材3の半径方向に延びて形成されている。更に、図2に示されるように、内側部材3の先端部の外周面には、第1環状溝6と第2環状溝7とを連通する第1連絡溝12、第2環状溝7と第3環状溝8とを連通する第2連絡溝13、第3連絡溝8と第4連絡溝9とを連通する第3連絡溝14が内側部材3の軸方向に延びて形成されている。隣り合う環状溝どうしを互いに連通するための軸方向溝としての第1乃至第3連絡溝12、13、14も冷却溝の一部を構成する。
【0014】
図2に示されるように、第1乃至第4環状溝6,7,8,9には冷却液の流れを規制する為の仕切部材としての第1乃至第4仕切板15、16、17、18が設けられている。第1乃至第4仕切板15、16、17、18はそれぞれの環状溝を分断するように内側部材3の同一直線上にかつ、注入孔10や排出孔11に隣接した位置に設けられている。これら第1乃至第4仕切板15、16、17、18はそれぞれの環状溝に配置されるように内側部材3に溶接により固定されている。
【0015】
以上の構成において、内管4aから冷却液配管長孔3bの先端部に導入された冷却液は注入孔10から第1環状溝6内に導入される。第1環状溝6内に導入された冷却液は注入孔10の近傍に第1仕切板15が存在するために、図2においては上側には流れずにすべて下側に流れる。そして冷却液は第1環状溝6内をほぼ一周して図2における第1仕切板15の上側に至る。第1仕切板15の近傍には第1連絡溝12が位置しているので、冷却液は次に第1連絡溝12を通過して第2環状溝7内に導入される。そして同様にして第2連絡溝13、第3環状溝8、第3連絡溝14、第4環状溝9の順に冷却液が流れ、排出孔11に至り、冷却液排出通路(図示せず)から排出される。型開き後、ダイカスト鋳造したシリンダブロックにはシリンダボアの内周面に切削加工をするとともに、溶射又はメッキなどの表面処理を行う。
【0016】
第1乃至第4環状溝6、7、8、9は外管4bと比較しても外側部材2の先端側の外周面付近に接近して位置しており、且つ複数の環状溝を列状に配置した構成であるので、外側部材2の周囲の溶湯金属を効率的にかつ均一に冷却することができ、特にライナーレスのシリンダブロックの場合には、シリンダボアの鋳巣の発生を大きく抑制できる。また、大きな空間の冷却室ではなく、溝状の冷却通路であるので、冷却液の流速を高く維持することができる。更に、外側部材2の内部の穴部2aには内側部材3が嵌挿されているので、ライナーレスのシリンダブロックの鋳造に際しても内側部材3が外側部材2の変形防止部材として作用することができ、外側部材2の変形や破損を防止できる。
【0017】
本発明によるシリンダブロック鋳造用ボアピンは上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、上記実施例においては、別体である仕切板を内側部材に溶接で固定したが、環状溝を穿設加工するときに一部を加工せずに仕切板を内側部材と一体に設けてもよい。また、上記実施例においては、内側部材は金型ダイスに固定されるものとして説明したが、内側部材を駆動手段に連結することにより、ボアピンをシリンダブロックから引抜き可能としてもよい。また、本発明はライナーレスのシリンダブロックの鋳造のみならず、ライナーや繊維成形体をボアピンに嵌挿して溶湯で鋳ぐるむ鋳造にも当然に適用できる。
【0018】
【発明の効果】
本発明によるシリンダブロック鋳造用ボアピンによれば、冷却液の経路を外側部材の外周面に近い位置とすることができ、溶湯金属を効率的に冷却することができ、特にライナーレスのシリンダブロックの場合には、シリンダボアの鋳巣の発生を大きく抑制できる。また、大きな空間の冷却室ではなく、溝状の冷却通路であるので、冷却液の流速を高く維持することができる。更に鋳造時に高圧の溶湯が外側部材の先端側外周面に作用するが、外側部材の内部の穴部には内側部材が嵌挿されているので、ライナーレスのシリンダブロックの鋳造に際しても、内側部材によって外側部材の変形や破損を防止できる。更に、冷却溝は、ボアピン本体の軸方向に互いに離間して配列された複数の環状溝と、隣り合う環状溝どうしを互いに連通するための軸方向溝により形成されているので、環状溝を局部的に集中配置すれば、特に冷却の必要な部分を重点的に冷却できる。また環状溝は複数形成されているので、溝の本数やピッチを変えたり、特定の溝について溝の幅や深さを変えることにより、被冷却部材に対応した冷却の調整が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るシリンダブロック鋳造用ボアピンを示す断面図。
【図2】内側部材の先端部の平面図。
【符号の説明】
1 ボアピン
2 外側部材
2a 穴部
3 内側部材
4 冷却液配管
4a 内管
4b 外管
6 第1環状溝
7 第2環状溝
8 第3環状溝
9 第4環状溝
10 注入孔
11 排出孔
12 第1連絡溝(軸方向溝)
13 第2連絡溝(軸方向溝)
14 第3連絡溝(軸方向溝)
15、16、17、18 仕切板(仕切部材)
Claims (1)
- ボアピン本体とボアピン本体に配置されその軸方向に延びる冷却液配管を備え、該ボアピン本体の先端側の外周面でシリンダボアを形成し、該ボアピン本体の基端側で冷却液を冷却液配管内に導入しまた冷却液配管から排出して該先端側で冷却を行うシリンダブロック鋳造用ボアピンにおいて、該ボアピン本体は、外周面がシリンダボアを形成すると共に内部に穴部を有する外側部材と、該外側部材の穴部に嵌挿されると共に内部に冷却液配管が配置された内側部材とを有し、該内側部材の外周面には該冷却液配管に連通する冷却溝が形成され、該冷却溝は、ボアピン本体の軸方向に互いに離間して配列された複数の環状溝と、隣り合う環状溝どうしを互いに連通するための軸方向溝とからなり、該環状溝には冷却液の流れを規制する為の仕切部材が設けられていることを特徴とするシリンダブロック鋳造用ボアピン。
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- 2002-06-26 JP JP2002186133A patent/JP3616616B2/ja not_active Expired - Lifetime
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