JP2008101554A - ウォータジャケット中子、シリンダブロック及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の設備を利用してシリンダブロックの鋳造時における位置決め精度の向上を図ることができ、シリンダブロックにおけるウォータジャケットの寸法精度の向上が図れるとともに、ハンドリング性の向上を図ることができるウォータジャケット中子を提供すること。
【解決手段】シリンダブロックの鋳造時に用いられ、シリンダブロックにおけるシリンダボアの周囲に設けられるウォータジャケットを形成するためのウォータジャケット中子１であって、シリンダブロックが有するシリンダヘッド締結用のボルト穴（ヘッドボルト穴）を形成するための鋳抜きピン７が挿入可能な中空部（孔部１３）を有する被挿入部１１と、ウォータジャケット中子本体（中子本体２）に対して内在する部分を有するとともに被挿入部１１をヘッドボルト穴に対応する配置姿勢で支持する支持板部１２と、を備える位置決め部材１０を、中子本体２に対して一体造型した。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリンダブロックの鋳造に際して用いられるウォータジャケット中子、シリンダブロック及びシリンダブロックの製造方法に関する。詳細には、クローズドデッキ構造のシリンダブロックに用いて好適なウォータジャケット形成用の中子の技術に関する。

一般に、水冷式のエンジンを構成するシリンダブロックにおいては、シリンダ部（シリンダボア）の周囲等に冷却水を流通させるためのウォータジャケットが形成される。

従来、シリンダブロックの製造に際してウォータジャケットを形成するための技術として、例えば、特許文献１に開示されているものがある。本文献においては、シリンダ周囲へのウォータジャケットの成形を容易とするため、シリンダブロックを分割構造としている。すなわち、シリンダブロックが、ウォータジャケットとなる部位を境に、そのシリンダ側の壁面を構成する部分と、ウォータジャケットとなる部位を囲む外壁を構成する部分とに分割形成される。そして、分割形成されたシリンダブロックの各部が互いに装着された状態で、各部の壁面等によりシリンダ周囲にウォータジャケットが区画形成される。

一方、主としてクローズドデッキ型構造のシリンダブロックの製造に際してウォータジャケットを形成するためには、従来から、ウォータジャケット中子が用いられている（例えば、特許文献２参照。）。
すなわち、シリンダブロックの鋳造に際し、鋳型において複数の型等により形成されるキャビティ内に、鋳物砂等が固められて成形される崩壊性のウォータジャケット中子が配置される。そして、鋳造後のシリンダブロックにおいて、ウォータジャケット中子が破壊されて排出除去されることで生じる空間によりウォータジャケットが形成される。
特開２００５−１５５６００号公報 特開平６−１４２８３４号公報

前述のような従来技術により、シリンダブロックのウォータジャケットが形成される場合、次のような問題がある。

まず、特許文献１に示されているように、シリンダブロックがそのウォータジャケットとなる部位を境に分割構造とされる場合、シリンダブロックが少なくとも二つの部品により構成され、その部品同士が合わさることによりウォータジャケットが形成されるため、各部品同士の合わせ面から冷却水が漏洩するおそれがある。
そこで、このようなシリンダブロックにおける合わせ面からの水漏れ対策が必要となる。つまり、シリンダブロックを構成する複数の部品を組み付ける際、ウォータジャケットからの冷却水の漏洩を防止するため、部品同士の合わせ面にシール構造を設ける必要がある。しかし、このようにシール構造を設けることは、シリンダブロックの製造に際し、部品点数の増加や製造工程の増加をともなう。

また、シリンダブロックにおけるウォータジャケットの形成に際し、ウォータジャケット中子が用いられる場合、特許文献２にも示されているように、キャビティ内に配置されるウォータジャケット中子の位置決めの問題がある。すなわち、キャビティ内におけるウォータジャケット中子の位置決めが不安定であると、シリンダブロックにおけるウォータジャケット近傍の肉厚が不均一となる等の問題が生じる。
この点、特許文献２に開示されているシリンダブロックの鋳造装置においては、キャビティを形成する型に設けられる複数の鋳抜きピンにより、ウォータジャケット中子が支持されて位置決めされる。しかしこの場合、前記のとおり鋳物砂等により成形されるウォータジャケット中子が、鋳抜きピンによって直接支持されることから、その位置決めについて砂粒単位でのズレが生じる場合があり、位置決め精度の向上を図ることが難しい。

また、キャビティ内におけるウォータジャケット中子の位置決めに関しては、その側面等に突設される巾木が用いられる場合がある。つまり、ウォータジャケット中子において、例えば円柱状の突起等として設けられる巾木が、シリンダブロックの鋳造金型を構成する型によって押えられたり把持されたりすることにより、鋳造金型のキャビティ内におけるウォータジャケット中子の位置決めが行われる。
しかし、こうしたウォータジャケット中子の位置決めに用いられる巾木は、鋳物砂等により成形されるウォータジャケット中子において一体成形される部分であるため、前記と同様にズレが生じる場合があり、位置決め精度に限界がある。

他方、シリンダブロックの製造過程において、ウォータジャケット中子の鋳造金型のキャビティ内への配置等について自動化を図ろうとした場合、ウォータジャケット中子は鋳物砂等により成形される崩壊性中子であるため、そのロボット等によるハンドリングが困難であった。このため、従来のウォータジャケット中子は、その搬送等について自動化を図ることが困難であった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、既存の設備を利用してシリンダブロックの鋳造時における位置決め精度の向上を図ることができ、シリンダブロックにおけるウォータジャケットの寸法精度の向上が図れるとともに、ハンドリング性の向上を図ることができるウォータジャケット中子を提供することにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、シリンダブロックの鋳造時に用いられ、シリンダブロックにおけるシリンダボアの周囲に設けられるウォータジャケットを形成するためのウォータジャケット中子であって、シリンダブロックが有するシリンダヘッド締結用のボルト穴を形成するための鋳抜きピンが挿入可能な中空部を有する被挿入部と、ウォータジャケット中子本体に対して内在する部分を有するとともに前記被挿入部をシリンダブロックにおける前記ボルト穴に対応する配置姿勢で支持する支持板部と、を備える位置決め部材を、前記ウォータジャケット中子本体に対して一体造型したものである。

請求項２においては、前記位置決め部材の少なくとも前記支持板部を、シリンダブロックを構成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成し、前記位置決め部材を、その前記支持板部の前記内在する部分が前記ウォータジャケット中子本体における前記シリンダボア間に対応する部分に位置するように設けたものである。

請求項３においては、前記支持板部の前記内在する部分に、通水孔を設けたものである。

請求項４においては、請求項１〜３のいずれかの項に記載のウォータジャケット中子が用いられて製造されるシリンダブロックであって、前記被挿入部により構成されるシリンダヘッド締結用のボルト穴を備えるものである。

請求項５においては、請求項１〜３のいずれかの項に記載のウォータジャケット中子を用いるシリンダブロックの製造方法であって、前記被挿入部によりシリンダヘッド締結用のボルト穴を構成するものである。

請求項６においては、シリンダボアの周囲に、ウォータジャケットを形成するための中子により形成されるウォータジャケットを備えるとともに、シリンダヘッド締結用のボルト穴を備えるシリンダブロックであって、前記ボルト穴を、前記中子に対して一体造型される板状部材により前記ボルト穴に対応する配置姿勢で支持され、前記ボルト穴を形成するための鋳抜きピンが挿入可能な中空部を有する筒状部材により構成したものである。

請求項７においては、前記板状部材は、シリンダブロックを構成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成されるとともに、前記中子における前記シリンダボア間に対応する部分に位置するものである。

請求項８においては、前記板状部材における、前記ウォータジャケットに対応する部分には、通水孔が設けられているものである。

請求項９においては、鋳造時にウォータジャケット中子を用いてシリンダボアの周囲に設けられるウォータジャケットを形成するシリンダブロックの製造方法であって、シリンダブロックが有するシリンダヘッド締結用のボルト穴を形成するための鋳抜きピンが挿入可能な中空部を有する被挿入部と、ウォータジャケット中子本体に対して内在する部分を有するとともに前記被挿入部をシリンダブロックにおける前記ボルト穴に対応する配置姿勢で支持する支持板部と、を備える位置決め部材を、前記ウォータジャケット中子本体に対して一体造型し、前記中空部に、前記鋳抜きピンを挿入することで、前記ウォータジャケット中子の、シリンダブロック鋳造用の鋳型のキャビティにおける位置決めを行うものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、既存の設備を利用してシリンダブロックの鋳造時におけるウォータジャケット中子の位置決め精度の向上を図ることができ、シリンダブロックにおけるウォータジャケットの寸法精度の向上が図れるとともに、ウォータジャケット中子のハンドリング性の向上を図ることができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
本発明に係るウォータジャケット中子は、シリンダブロックの鋳造時に用いられ、シリンダブロックにおけるシリンダボアの周囲に設けられるウォータジャケットを形成するためのものである。
すなわち、鋳物砂等が固められて成形される崩壊性のウォータジャケット中子が、シリンダブロックの鋳造に際し、シリンダブロック鋳造用の鋳型（金型）において複数の型等により形成されるキャビティ内において所定の配置姿勢で位置決めされる。ウォータジャケット中子が配置された状態のキャビティに対し、溶融状態のアルミニウム合金（アルミ溶湯）等の溶融金属（溶湯）が流し込まれて冷却されることにより、シリンダブロックが鋳造される。そして、鋳造後のシリンダブロックにおいて、ウォータジャケット中子が破壊されて排出除去されることで生じる空間によりウォータジャケットが形成される。

図１及び図３に示すように、ウォータジャケット中子１は、ウォータジャケット中子本体（以下単に「中子本体」とする。）２により構成される。
本実施形態に係る中子本体２は、自動車等に搭載される直列四気筒のエンジンを構成するシリンダブロックにおいて、一列に並んだ状態に設けられる四個のシリンダボアの周囲に設けられるウォータジャケットを形成するためのものである。シリンダボアは、シリンダブロックにおいてピストンを摺動可能に内装する孔部であり、シリンダブロックにおいてシリンダヘッドが組み付けられるシリンダヘッド取付面に開口する。

したがって、本実施形態の中子本体２は、シリンダブロックに設けられるウォータジャケットの形状に対応する形状を有し、全体として、シリンダブロックにおける各シリンダボアの周辺部に対応する四つの筒状部２ａがその開口方向を同じくして一列に並んだ状態（直列状態）で連続した（接続された）形状を有する。
かかる形状を有する中子本体２は、各筒状部２ａにより形成される円柱形上の孔部２ｂと、隣り合う筒状部２ａの接続部分（隣り合う孔部２ｂの間の部分）であってシリンダブロックのシリンダボア間（隣り合うシリンダボアの間の部分）に対応する部分となるボア間部２ｃとを有する。

中子本体２は、前記のとおり鋳物砂等が固められて成形される崩壊性の中子であり、例えば、シェル砂を用いたシェル造型法（シェルモールド法、ブロー造型法等とも称される。）により成形される。
つまりこの場合、中子本体２は、熱硬化性を有する樹脂等のコーティング剤で被覆されたシェル砂が、圧縮空気とともに中子本体２造型用の型内のキャビティに吹き込まれることで充填された後、焼成硬化されることにより造型される。

また、中子本体２には、その所要寸法から突出形成される巾木３が設けられている。本実施形態では、巾木３は、円柱形状を有し、中子本体２におけるその長手方向（筒状部２ａの直列方向）の両端側面部、つまり両端の筒状部２ａにおける隣り合う筒状部２ａ側と反対側の側面部、及び中間部の二つの筒状部２ａにおける中子本体２の短手方向の両側面部にそれぞれ設けられている。

巾木３は、ウォータジャケット中子１の、シリンダブロック鋳造用の鋳型のキャビティにおける固定（位置決め）に用いられる。つまり、中子本体２に形成される巾木３が、鋳型を構成する型によって押えられたり把持されたりすることにより、ウォータジャケット中子１の鋳型に対する位置決めが行われる。
また、巾木３は、中子本体２において、鋳造後のシリンダブロックから中子本体２を破壊して排出除去するための砂抜き用の孔部を形成する部分となる。つまり、鋳造後のシリンダブロックにおいて巾木３により形成される孔部は、ウォータジャケットとなる部分と連通するとともにシリンダブロックの外部に開口する部分となり、この孔部を介して破壊された中子本体２が排出される。なお、巾木３により形成された孔部は、中子本体２が排出された後、栓部材の圧入等により封止され、ウォータジャケットからの冷却水の漏洩等が防止される。

以下の説明においては、ウォータジャケット中子１の中子本体２の各筒状部２ａにおける筒軸方向（図３における上下方向）を上下方向とし、ウォータジャケット中子１が鋳造後のシリンダブロックに内包された状態で、シリンダブロックにおけるシリンダヘッドが取り付けられる側を「上」とし、その反対側（図３における下側）を「下」とする。

以上のように構成される中子本体２を有するウォータジャケット中子１においては、図１〜図５に示すように、中子本体２に対して、位置決め部材１０が一体造型されている。
位置決め部材１０は、シリンダブロックが有するシリンダヘッド締結用のボルト穴（以下、「ヘッドボルト穴」という。）を形成するための鋳抜きピン７が挿入可能な中空部としての孔部１３を有する被挿入部１１と、中子本体２に対して内在する部分を有するとともに被挿入部１１をシリンダブロックにおけるヘッドボルト穴に対応する配置姿勢で支持する支持板部１２とを備える。

位置決め部材１０を構成する被挿入部１１は、筒状に構成され、その筒軸方向に貫通する孔部１３が、シリンダブロック鋳造用の鋳型に設けられる鋳抜きピン７が挿入可能な中空部となる。つまり、シリンダブロックが有するヘッドボルト穴を形成するための鋳抜きピン７は、そのヘッドボルト穴に対応する径を有する棒状に形成され、被挿入部１１が有する孔部１３は、鋳抜きピン７の径と略同一の径となるように形成される。
なお、本実施形態においては、被挿入部１１が有する中空部は、被挿入部１１を貫通する孔部１３として形成されているが、これに限られず、被挿入部１１が有底の筒状部となるような穴部であってもよい。

位置決め部材１０を構成する支持板部１２は、板状に構成され、その一部が中子本体２に内在した状態で被挿入部１１を支持する。つまり、支持板部１２は、その一部が、前記のとおり鋳物砂等が固められて成形される中子本体２に対して埋没した状態で被挿入部１１を支持する。
本実施形態では、支持板部１２は、中子本体２のボア間部２ｃの上部において、中子本体２の平面視（図４参照）での短手方向に貫通するように、板面が上下方向と略平行となる姿勢で設けられる。言い換えると、板状の支持板部１２は、中子本体２において隣り合う孔部２ｂ間の上部を仕切る状態で設けられる。したがって、支持板部１２のうちボア間部２ｃに内在する部分が、支持板部１２において中子本体２に対して内在する部分となる。

そして、前記のとおり中子本体２のボア間部２ｃを貫通する支持板部１２の、中子本体２から突出した部分、つまり支持板部１２の中子本体２の貫通方向両端部において、前述した被挿入部１１が、シリンダブロックにおけるヘッドボルト穴に対応する配置姿勢で支持される。

本実施形態の場合、シリンダブロックにおけるヘッドボルト穴は、シリンダボア間を、シリンダボアの直列方向に対して垂直方向に挟むように配設される六個のヘッドボルト穴を含むように設けられる。そしてこの六個のヘッドボルト穴に対応するように、三つの位置決め部材１０が用いられ、各位置決め部材１０の各被挿入部１１が、前記各ヘッドボルト穴に対応する配置となるように各位置決め部材１０の支持板部１２によって支持される。
つまり、本実施形態の中子本体２においては三箇所となるボア間部２ｃそれぞれに対して位置決め部材１０が設けられることにより、中子本体２におけるボア間部２ｃを筒状部２ａの直列方向に対して垂直方向に挟むように配設される一対の被挿入部１１が、支持板部１２によってヘッドボルト穴に対応する配置で支持される。言い換えると、各位置決め部材１０においては、中子本体２のボア間部２ｃの両外側に位置する一対の被挿入部１１が、ボア間部２ｃを貫通する支持板部１２によって連結された状態で支持される。

また、被挿入部１１は、各配置位置において、ヘッドボルト穴に対応する姿勢で支持板部１２により支持される。被挿入部１１について、ヘッドボルト穴に対応する姿勢とは、筒状に構成される被挿入部１１について、その孔部１３がヘッドボルト穴に対応する状態となるような姿勢である。
すなわち、被挿入部１１は、その孔部１３がシリンダブロックにおいてシリンダヘッドが組み付けられるシリンダヘッド取付面に開口するように上下方向に穿設されるヘッドボルト穴に対応する状態となる姿勢で、支持板部１２により支持される。つまり、孔部１３がヘッドボルト穴に対応する方向となるように、筒状に構成される被挿入部１１が、その筒軸方向が上下方向となるように設けられる。

このようにして、ウォータジャケット中子１においては、被挿入部１１が、シリンダブロックにおけるヘッドボルト穴に対応する配置姿勢で支持板部１２により支持される。したがって、中子本体２に位置決め部材１０が設けられた状態では、その平面視（図４参照）において被挿入部１１の孔部１３の開口位置が、シリンダブロックにおけるヘッドボルト穴の開口位置に重なる配置となる。

このように、シリンダブロックにおけるヘッドボルト穴に対応する配置姿勢で設けられる被挿入部１１は、シリンダブロック鋳造用の鋳型に設けられる鋳抜きピン７のその鋳型における配置に対応する配置であって、それぞれの孔部１３に鋳抜きピン７が挿入可能な姿勢となる。
すなわち、シリンダブロックのヘッドボルト穴は、シリンダブロック鋳造用の鋳型に設けられる複数の鋳抜きピン７による鋳抜きによって形成されるところ、ヘッドボルト穴に対応する配置姿勢となる被挿入部１１は、鋳型に設けられる各鋳抜きピン７が挿入可能な状態となる。

本実施形態に係る位置決め部材１０において、板状の支持板部１２とその両端部に設けられる被挿入部１１とは一体的に構成されるが、その構成態様は特に限定されない。
つまり、被挿入部１１と支持板部１２とは、例えば、型等が用いられて一体成形されることや、別部材として構成される被挿入部１１と支持板部１２とが溶接や嵌込み等によって固着されること等により一体的に構成される。

また、位置決め部材１０を構成する材料としては、特に限定されないが、鋳物砂等により形成される崩壊性の中子本体２に比して容易に崩壊しない金属材料等が用いられる。例えば、位置決め部材１０を構成する材料として、シリンダブロックを構成する材料と同じ材料が用いられる（例えばアルミニウム等）。

以上のような構成を有する位置決め部材１０が、中子本体２に対して一体造型される。
すなわち、前述したようにシェル造型法等が用いられて行われる中子本体２の造型に際し、位置決め部材１０が、中子本体２造型用の型内のキャビティにおける所定の位置、つまり位置決め部材１０の被挿入部１１及び支持板部１２が前述したような中子本体２に対する位置関係となるような位置にセットされる。そして、中子本体２の造型とともに位置決め部材１０が、中子本体２に対して一体的に造型される。

このように、中子本体２に対して位置決め部材１０が一体造型されたウォータジャケット中子１が用いられ、シリンダブロックが鋳造される。
すなわち、本実施形態に係るシリンダブロックの製造方法は、鋳造時にウォータジャケット中子１を用いてシリンダボアの周囲に設けられるウォータジャケットを形成するものであり、被挿入部１１と支持板部１２とを備える位置決め部材１０を、中子本体２に対して一体造型し、被挿入部１１の孔部１３に、鋳抜きピン７を挿入することで、ウォータジャケット中子１の、シリンダブロック鋳造用の鋳型における位置決めを行う。

シリンダブロックの鋳造に際しては、シリンダブロック鋳造用の鋳型において複数の型等により形成されるキャビティ内において、中子本体２の位置決めが、巾木３が用いられて行われるところ、これに加えて位置決め部材１０を用いた中子本体２の位置決めを行う。
つまり、巾木３を用いた中子本体２の位置決めに加え、前述したようにシリンダブロックのヘッドボルト穴に対応する配置姿勢となっている被挿入部１１の孔部１３に、ヘッドボルト穴形成用の鋳抜きピン７を挿入することで、鋳型のキャビティにおけるウォータジャケット中子１の位置決めを行う。ここで、鋳抜きピン７は、その先端部が先細りのテーパ形状となっており、孔部１３に対する挿入が円滑に行われる構成となっている。

このように、鋳型のキャビティにおいて中子本体２を位置決め部材１０ごと固定した状態、つまり中子本体２の巾木３及び位置決め部材１０の被挿入部１１を用いて鋳型のキャビティにおけるウォータジャケット中子１を位置決めした状態で、シリンダブロックの鋳造を行う。

すなわち、ウォータジャケット中子１を位置決めした状態の鋳型のキャビティに対して、アルミ溶湯等の溶湯を供給して冷却することによりシリンダブロックを鋳造する。
この際、例えば、位置決め部材１０がシリンダブロックを構成する材料と同じ材料により構成される場合等においては、鋳型のキャビティ内に供給された溶湯の熱により、位置決め部材１０の溶湯と接触する表面部分が溶融し、位置決め部材１０がシリンダブロックの材料と溶け合い融着して一体化することとなる。
そして、鋳造後のシリンダブロックにおいて、ウォータジャケット中子１の中子本体２の部分を破壊して排出除去することで生じる空間によりウォータジャケットを形成する。

図６に示すように、ウォータジャケット中子１を用いた鋳造により製造されるシリンダブロック２０は、シリンダボア２１の周囲に中子本体２により形成されるウォータジャケット２２が設けられる。シリンダボア２１は、鋳型においてキャビティ内に突出形成される円柱状のボアピン（ボア入子）により形成される。
なお、図６に示すシリンダブロック２０の断面図は、図５に示す図４におけるＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ組合せ断面図に対応するシリンダブロックの断面を示しており、図６における鎖線Ｅは、図５における鎖線Ｂ、Ｃに対応する。

そして、本実施形態に係るシリンダブロック２０は、ウォータジャケット中子１が用いられ、被挿入部１１により構成されるヘッドボルト穴２３を備える。
被挿入部１１により構成されるヘッドボルト穴２３は、被挿入部１１が有する孔部１３の内周面にネジが切られること等により構成される。
なお、孔部１３は、中子本体２に対して一体造型される前の位置決め部材１０等のように、シリンダブロックの鋳造前の段階において予めネジ孔として形成されておいてもよい。この場合、孔部１３のネジ孔としての機能確保のため、中子本体２に対する一体造型時及びシリンダブロックの鋳造時において、シール部材等が用いられて孔部１３の開口部が封止されること等により、孔部１３内に対する鋳物砂や溶湯の浸入が防止される。

シリンダブロック２０において位置決め部材１０の被挿入部１１によって構成されるヘッドボルト穴２３は、シリンダブロック２０においてシリンダヘッドが組み付けられるシリンダヘッド取付面２０ａに開口する。このヘッドボルト穴２３に、ヘッドボルトが螺挿されることにより、シリンダブロック２０に対してシリンダヘッド（図示略）が固定される。

このように、本実施形態に係るシリンダブロックの製造方法においては、ウォータジャケット中子１を用い、被挿入部１１によりヘッドボルト穴２３を構成する。
すなわち、本実施形態に係るシリンダブロック２０は、シリンダボア２１の周囲に、ウォータジャケットを形成するための中子（中子本体２）により形成されるウォータジャケット２２を備えるとともに、ヘッドボルト穴２３を備える。そして、ヘッドボルト穴２３が、中子本体２に対して一体造型される板状部材である支持板部１２によりヘッドボルト穴２３に対応する配置姿勢で支持され、孔部１３を有する筒状部材である被挿入部１１により構成される。

以上のように、本実施形態に係るウォータジャケット中子１によれば、既存の設備を利用してシリンダブロックの鋳造時におけるウォータジャケット中子１の位置決め精度の向上を図ることができ、シリンダブロック２０におけるウォータジャケット２２の寸法精度の向上が図れるとともに、ウォータジャケット中子１のハンドリング性の向上を図ることができ、その搬送等についての自動化を容易に図ることができる。

すなわち、シリンダブロック鋳造用の鋳型には、シリンダブロックにヘッドボルト穴を形成するための鋳抜きピン７（図１参照）が既存の構成として備えられるところ、この鋳抜きピン７を、ウォータジャケット中子１の位置決め部材１０における被挿入部１１の孔部１３に挿入することにより、鋳型のキャビティにおけるウォータジャケット中子１の位置決めを行う。
これにより、既存の設備を利用してシリンダブロックの鋳造時におけるウォータジャケット中子１の位置決め精度の向上を図ることができる。つまり、鋳抜きピン７の孔部１３に対する挿入により、金属同士となる鋳抜きピン７と位置決め部材１０（の孔部１３）との係合によって位置決めが行われるので、鋳物砂等により形成される崩壊性の中子本体２を直接支持することで位置決めを行う場合と比べて高い精度で位置決めを行うことができる。

このように、ウォータジャケット中子１の位置決め精度の向上が図れることから、シリンダブロック２０におけるウォータジャケット２２の寸法精度の向上を図ることができる。この結果、シリンダブロック２０のシリンダボア２１周縁部における均肉化や高剛性化が図れるとともに、シリンダブロック２０の軽量化や小型化を図ることが可能となる。
つまり、シリンダブロック２０におけるウォータジャケット２２の寸法精度の向上が図れると、シリンダボア２１周縁部における公差を小さくすることができるので均肉化を図ることができる。これにより、偏肉による剛性の低下が防止できることから剛性を高めることができる。また、シリンダボア２１周縁部における公差を小さくすることができることから、シリンダブロック２０の軽量化や小型化を図ることができる。

また、ウォータジャケット中子１のハンドリング性に関し、位置決め部材１０は、鋳物砂等により形成される崩壊性の中子本体２に比して容易に崩壊しない金属材料等により構成されることから、この位置決め部材１０の部分を用いることにより、ウォータジャケット中子１のハンドリング性の向上を図ることができる。
つまり、ウォータジャケット中子１において、位置決め部材１０の部分を、ロボット等による把持部分や引掛け部分として利用することにより、破壊等を生じることなくウォータジャケット中子１の良好なハンドリング性を得ることができる。これにより、ウォータジャケット中子１の搬送等についての自動化を容易に図ることができる。

なお、以上説明した実施の形態では、ウォータジャケット中子１において、シリンダブロックが有する六個のヘッドボルト穴に対応するように、一対の被挿入部１１を有する三つの位置決め部材１０が、中子本体２に対してそのボア間部２ｃの部分に支持板部１２が位置する状態で一体造型されているが、これに限定されるものではない。
つまり、ウォータジャケット中子１において被挿入部１１が設けられる個数（シリンダブロックが有するヘッドボルト穴のうち位置決め部材１０の被挿入部１１によって構成される個数）や、一つの位置決め部材１０が有する被挿入部１１の個数、あるいは位置決め部材１０の支持板部１２の形状等は、本実施形態に限定されるものではない。

例えば、本実施形態において位置決め部材１０の被挿入部１１によって構成される六つのヘッドボルト穴以外にシリンダブロックが有するヘッドボルト穴が、位置決め部材１０の被挿入部１１によって構成されてもよい。また、シリンダブロックが有するヘッドボルト穴のうちの一つのみが、位置決め部材１０の被挿入部１１によって構成されてもよい。
ただし、前述したように、ウォータジャケット中子１の位置決め精度の向上やハンドリング性の向上を図る観点からは、本実施形態のように、一対の被挿入部１１を有する三つの位置決め部材１０が、中子本体２に対してそのボア間部２ｃの部分に支持板部１２が位置する状態で一体造型される構成が好ましい。

また、ウォータジャケット中子１において中子本体２が有する巾木３は、少なくとも、鋳造後のシリンダブロックから中子本体２を破壊して排出除去するための砂抜き用の孔部を形成するために必要な個数設けられればよい。
つまり、シリンダブロック鋳造用の鋳型のキャビティにおけるウォータジャケット中子１の位置決めに際しては、巾木３が用いられることなく、位置決め部材１０のみが用いられることによってウォータジャケット中子１の位置決めが行われる構成であってもよい。

本実施形態に係るウォータジャケット中子１においては、位置決め部材１０の少なくとも支持板部１２が、シリンダブロックを構成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成され、位置決め部材１０が、その支持板部１２の内在する部分が中子本体２におけるボア間部２ｃに位置するように設けられることが好ましい。

すなわち、位置決め部材１０において、被挿入部１１と支持板部１２とが別部材として構成される場合は、少なくとも支持板部１２の部分が、シリンダブロックを構成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成されることが好ましい。また、位置決め部材１０において、被挿入部１１と支持板部１２とが、型等が用いられて一体成形される場合は、位置決め部材１０が全体として、シリンダブロックを構成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成されることが好ましい。
シリンダブロックを構成する材料よりも熱伝導率の高い材料としては、例えば、シリンダブロックがアルミニウム合金を材料として構成される場合に対して、熱伝導率の高い金属である純銅や銅合金、あるいは純アルミニウム等の高熱伝導材が考えられる。

そして、このような材料が用いられて構成される位置決め部材１０が、その支持板部１２の内在する部分が中子本体２におけるボア間部２ｃに位置するように、具体的には、例えば、図１及び図３〜図５に示す本実施形態のように、支持板部１２が中子本体２において隣り合う孔部２ｂ間の上部を仕切る状態となるように、位置決め部材１０が設けられることが好ましい。

このように、位置決め部材１０の少なくとも支持板部１２を、シリンダブロックを構成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成するとともに、位置決め部材１０を、その支持板部１２の内在する部分が中子本体２におけるボア間部２ｃに位置するように設けることにより、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２におけるシリンダボア２１間（ボア間）の部分の冷却水を、位置決め部材１０を介して冷却することが可能となる。これにより、エンジンの実働時等においてシリンダブロック２０のボア間の温度を下げることができ、エンジン性能の向上を図ることができる。

すなわち、シリンダブロック２０におけるボア間は、エンジンの実働時等において両側のシリンダボア２１からの受熱によって他の部位と比較して温度が上昇する部位となるが、前記のとおり高熱伝導材により構成される位置決め部材１０をボア間に位置させることにより、この位置決め部材１０を放熱板として機能させることができる。このことから、位置決め部材１０を介してウォータジャケットにおけるボア間の部分の冷却水の放熱を行うことができ、ボア間の部分の冷却水の局所的な温度上昇を防止することができる。
これにより、シリンダブロック２０のボア間の温度を下げることができるので、結果として、シリンダブロック２０におけるシリンダボア２１の熱変形（ボア変形）の縮小や冷却性の改善を図ることができ、エンジン性能の向上に寄与することができる。

なお、本実施形態に係る位置決め部材１０は、その支持板部１２が、中子本体２において隣り合う孔部２ｂ間、つまりボア間部２ｃの上部を仕切る状態となる構成であるが、支持板部１２による隣り合う孔部２ｂ間を仕切る面積、つまり位置決め部材１０における支持板部１２の形状や大きさ（上下方向の長さ）等は特に限定されない。
この点、前述したような位置決め部材１０によるボア間に対する冷却効果を得るためには、例えば、位置決め部材１０における支持板部１２が、中子本体２において孔部２ｂ間を上下方向略全体にわたって仕切る状態となる構成、つまり支持板部１２の上下方向の長さが中子本体２の上下方向の長さと略同一となる構成等のように、ウォータジャケット２２内の冷却水に接する支持板部１２の表面積が大きい方が好ましいと考えられる。

また、本実施形態に係るウォータジャケット中子１においては、位置決め部材１０を構成する支持板部１２の、中子本体２に対して内在する部分に、通水孔１４が設けられている。つまり、板状部材としての支持板部１２における、ウォータジャケット２２に対応する部分に、通水孔１４が設けられている。
このようにして設けられる通水孔１４は、支持板部１２のうち、ウォータジャケット中子１が用いられて鋳造されるシリンダブロック２０において形成されるウォータジャケット２２内にある部分に位置することとなる。

このように、支持板部１２に通水孔１４を設けることにより、前述したように放熱板として機能する位置決め部材１０における、ウォータジャケット２２内の冷却水に接する支持板部１２の表面積を大きくすることができるので、シリンダブロック２０のウォータジャケット２２におけるボア間の部分の冷却水を効率的に冷却することができ、冷却性の向上を図ることができる。

なお、本実施形態においては、通水孔１４は、支持板部１２の両端部においてそれぞれ上下方向に並ぶ三つの円形状の孔部により構成されているが、ウォータジャケット２２内の冷却水の流通が妨げられない程度であればその形状や大きさ等は特に限定されるものではない。
通水孔１４の形状としては、例えば、長孔形状や矩形状の孔部として構成されてもよい。また、通水孔１４の大きさ（通水面積）としては、例えば、シリンダブロック２０において比較的高温となるシリンダボア２１の上部に対応する部分に位置する通水孔１４が、他の部分に位置する通水孔１４よりも比較的大きく構成されてもよい。
また、通水孔１４の形状や大きさ等は、好ましくはエンジンの実働時等における気筒間の温度の均等化が図れるように、前述した支持板部１２の形状や大きさ等を含めて設定される。

以上説明した実施形態では、ウォータジャケット中子１が用いられて製造されるシリンダブロック２０は、図６に示すように、いわゆるクローズドデッキ型の構造であるが、これに限定されず、ウォータジャケットがシリンダヘッド取付面（２０ａ参照）に開放されるオープンデッキ型の構造であってもよい。また、シリンダブロックの材質や鋳造法（アルミダイカスト等）も特に限定されるものではない。

この点、本発明に係るウォータジャケット中子１は、クローズドデッキ型の構造のシリンダブロックに対して好適に用いられる。
すなわち、例えば、ディーゼルエンジン等においては、その筒内圧がガソリンエンジンと比較して高いため、クローズドデッキ型の構造のシリンダブロックが好ましい場合がある。一方で、エンジンにおける筒内圧が高くなると、シリンダブロックにおけるボア間等の冷却の重要性が増す。

そこで、本発明に係るウォータジャケット中子１を用いることで、前述したようなシリンダブロックにおけるウォータジャケットの寸法精度の向上や、ボア間における冷却水の冷却等の効果が得られつつ、クローズドデッキ型のシリンダブロックを採用することができる。つまり、ウォータジャケット中子１を用いることで、ディーゼルエンジン等においてクローズドデッキ型のシリンダブロックを好適に採用することができ、エンジンにおける筒内圧をより高くすることが可能となる。これにより、エンジンの高出力化を図ることができる。
このように、本発明に係るウォータジャケット中子１は、クローズドデッキ型のシリンダブロックに用いることで、より高い効果を得ることができる。

本発明に係るウォータジャケット中子及び鋳抜きピンを示す斜視図。 位置決め部材を示す斜視図。 本発明に係るウォータジャケット中子を示す側面図。 図３におけるＸ−Ｘ断面図。 図４におけるＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ組合せ断面図。 本発明に係るシリンダブロックを示す組合わせ断面図。

符号の説明

１ ウォータジャケット中子
２ 中子本体（ウォータジャケット中子本体）
７ 鋳抜きピン
１０ 位置決め部材
１１ 被挿入部（筒状部材）
１２ 支持板部（板状部材）
１３ 孔部（中空部）
１４ 通水孔
２０ シリンダブロック
２１ シリンダボア
２２ ウォータジャケット
２３ ヘッドボルト穴

Claims (9)

1. シリンダブロックの鋳造時に用いられ、シリンダブロックにおけるシリンダボアの周囲に設けられるウォータジャケットを形成するためのウォータジャケット中子であって、
   シリンダブロックが有するシリンダヘッド締結用のボルト穴を形成するための鋳抜きピンが挿入可能な中空部を有する被挿入部と、ウォータジャケット中子本体に対して内在する部分を有するとともに前記被挿入部をシリンダブロックにおける前記ボルト穴に対応する配置姿勢で支持する支持板部と、を備える位置決め部材を、
   前記ウォータジャケット中子本体に対して一体造型したことを特徴とするウォータジャケット中子。
2. 前記位置決め部材の少なくとも前記支持板部を、シリンダブロックを構成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成し、
   前記位置決め部材を、その前記支持板部の前記内在する部分が前記ウォータジャケット中子本体における前記シリンダボア間に対応する部分に位置するように設けたことを特徴とする請求項１に記載のウォータジャケット中子。
3. 前記支持板部の前記内在する部分に、通水孔を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウォータジャケット中子。
4. 請求項１〜３のいずれかの項に記載のウォータジャケット中子が用いられて製造されるシリンダブロックであって、前記被挿入部により構成されるシリンダヘッド締結用のボルト穴を備えることを特徴とするシリンダブロック。
5. 請求項１〜３のいずれかの項に記載のウォータジャケット中子を用いるシリンダブロックの製造方法であって、前記被挿入部によりシリンダヘッド締結用のボルト穴を構成することを特徴とするシリンダブロックの製造方法。
6. シリンダボアの周囲に、ウォータジャケットを形成するための中子により形成されるウォータジャケットを備えるとともに、シリンダヘッド締結用のボルト穴を備えるシリンダブロックであって、
   前記ボルト穴を、
   前記中子に対して一体造型される板状部材により前記ボルト穴に対応する配置姿勢で支持され、前記ボルト穴を形成するための鋳抜きピンが挿入可能な中空部を有する筒状部材により構成したことを特徴とするシリンダブロック。
7. 前記板状部材は、シリンダブロックを構成する材料よりも熱伝導率の高い材料により構成されるとともに、前記中子における前記シリンダボア間に対応する部分に位置することを特徴とする請求項６に記載のシリンダブロック。
8. 前記板状部材における、前記ウォータジャケットに対応する部分には、通水孔が設けられていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のシリンダブロック。
9. 鋳造時にウォータジャケット中子を用いてシリンダボアの周囲に設けられるウォータジャケットを形成するシリンダブロックの製造方法であって、
   シリンダブロックが有するシリンダヘッド締結用のボルト穴を形成するための鋳抜きピンが挿入可能な中空部を有する被挿入部と、ウォータジャケット中子本体に対して内在する部分を有するとともに前記被挿入部をシリンダブロックにおける前記ボルト穴に対応する配置姿勢で支持する支持板部と、を備える位置決め部材を、前記ウォータジャケット中子本体に対して一体造型し、
   前記中空部に、前記鋳抜きピンを挿入することで、前記ウォータジャケット中子の、シリンダブロック鋳造用の鋳型のキャビティにおける位置決めを行うことを特徴とするシリンダブロックの製造方法。

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