JP2010110800A - ダイカスト鋳造型およびダイカスト鋳造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォータジャケットピンの延命が可能なダイカスト鋳造型およびそのダイカスト鋳造方法を提供する。
【解決手段】油圧シリンダ１７の駆動により入子６を型抜き方向へ移動させることで、ボアピン８とウォータジャケットピン１０とが一体化された入子６が、シリンダブロック１から規定距離だけ引き抜かれる。入子６の引き抜き時には、第１案内面１３および第２案内面１６により入子６が型抜き方向へ案内される。したがって、入子６をシリンダブロック１から傾くことなく型抜き方向へ真直ぐに引き抜くことができ、ウォータジャケットピン１０の反り返りや疲労亀裂を防止して、ウォータジャケットピン１０を大幅に延命させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイカスト鋳造型およびダイカスト鋳造方法に関するもので、特に、エンジンのシリンダブロックを鋳造するダイカスト鋳造型および該ダイカスト鋳造型を使用するダイカスト鋳造方法に関する。

従来、エンジンのシリンダブロックのボア部分を造形するボアピンとウォータジャケット部分を造形するウォータジャケットピンとを有する入子を含むダイカスト鋳造型が知られている（例えば、特許文献１参照）。周知のように、ウォータジャケットピンは脆薄であることから、押し出しピンによりシリンダブロックを離型させる場合、離型抵抗のばらつきによりウォータジャケットピンの脆弱部位に多大な応力が作用する。これにより、従来、数千〜３万程度の鋳造ショット数で、ウォータジャケットピンに疲労による亀裂が発生していた。したがって、従来のダイカスト鋳造型は、ランニングコスト（型費）が嵩む上、メンテナンスを頻繁に実施する必要があった。
特開２００７−３１３５５５号公報

そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ウォータジャケットピンの延命が可能なダイカスト鋳造型およびそのダイカスト鋳造方法を提供することを課題としてなされたものである。

上記課題を解決するために、本発明のダイカスト鋳造型は、シリンダブロックのボアを造形するボアピンとウォータジャケットを造形するウォータジャケットピンとが一体に構成される入子と、該入子を型抜き方向へ移動可能に支持する支持手段と、前記入子を型抜き方向へ駆動する駆動手段と、を有し、前記駆動手段の駆動により前記入子を型抜き方向へ移動させることにより、鋳造された前記シリンダブロックから、前記入子が規定距離だけ引き抜かれることを特徴とする。

上記課題を解決するために、本発明のダイカスト鋳造方法は、シリンダブロックのボアを造形するボアピンとウォータジャケットを造形するウォータジャケットピンとが一体に構成された入子を含むダイカスト鋳造型を形成する型形成ステップと、前記ダイカスト鋳造型を型締め後、該ダイカスト鋳造型の内部に形成されたキャビティに溶湯を充填する充填ステップと、前記キャビティ内の溶湯が凝固して鋳造が完了した後、規定の型開き動作により前記ダイカスト鋳造型を型開きする型開きステップと、前記入子を型抜き方向へ案内しつつ移動させて前記シリンダブロックから規定距離だけ引き抜く入子引き抜きステップと、前記入子が規定距離だけ引き抜かれた状態の前記シリンダブロックを型抜きする型抜きステップと、を含むことを特徴とする。

（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、請求可能発明と称する）の態様を例示し、例示された各態様について説明する。ここでは、各態様を、特許請求の範囲と同様に、項に区分すると共に各項に番号を付し、必要に応じて他の項の記載を引用する形式で記載する。これは、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、実施形態の記載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素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得る。
なお、以下の各項において、（１）〜（４）項の各々が、請求項１〜４の各々に相当する。

（１）シリンダブロックのボアを造形するボアピンとウォータジャケットを造形するウォータジャケットピンとが一体に構成される入子と、該入子を型抜き方向へ移動可能に支持する支持手段と、入子を型抜き方向へ駆動する駆動手段と、を有し、駆動手段の駆動により入子を型抜き方向へ移動させることにより、鋳造されたシリンダブロックから、入子が規定距離だけ引き抜かれることを特徴とするダイカスト鋳造型。
本項に記載のダイカスト鋳造型によれば、駆動手段の駆動により入子を型抜き方向へ移動させることで、ボアピンとウォータジャケットピンとが一体化された入子をシリンダブロックから規定距離だけ引き抜くことができる。本項の態様では、ボアピンがシリンダブロックのボア内周面により案内されるのに加え、支持手段により入子が型抜き方向へ案内されることにより、入子をシリンダブロックから傾くことなく型抜き方向へ真直ぐに引き抜くことができる。これにより、押し出しピンでシリンダブロックを押し出すだけである従来のダイカスト鋳造型のように、押し出し時にシリンダブロックが型抜き方向に対して傾くことがなく、相対的に剛性が低いウォータジャケットピンの反り返りや疲労亀裂を防止して、ウォータジャケットピンを大幅に延命させることができ、延いては、ランニングコスト（型費）の削減、メンテナンス間隔の延長に伴う工程の合理化に貢献することができる。
本項の態様において、支持手段は、例えば、可動主型に固定されるダイに、入子の基部を収容する入子収容部を形成し、該入子収容部の側面（側壁）に、入子の基部を摺動可能に案内する案内面を設けることで構成することができる。
また、駆動手段は、例えば、可動型に設けられてピストンロッドの先端部が入子に接続された油圧シリンダである。この場合、本項に記載の「規定距離」とは、ピストンロッドのストローク量となる。
さらに、本項の態様において、「ボアピンとウォータジャケットピンとが一体に構成される」とは、ボアピンとウォータジャケットピンとを一体に造型したものは勿論、別個に造型されたボアピンとウォータジャケットピンとを例えばボルトにより結合させたものを含む。

（２）さらに、鋳造されたシリンダブロックを型抜き方向へ押し出す押し出し手段を有し、入子が規定距離だけ引き抜かれた状態の前記シリンダブロックが、押し出し手段により押し出されて型抜きされる（１）のダイカスト鋳造型。
本項に記載のダイカスト鋳造型によれば、シリンダブロックを押し出し手段で押し出すことにより、入子を規定距離だけ引き抜いた状態のシリンダブロックを型抜きすることができる。この場合、予め、入子がシリンダブロックから規定距離だけ引き抜かれているので、入子をシリンダブロックから引き抜くことなく押し出しピンで押し出す従来の鋳造型と比較して、各押し出しピンの押し出し力を小さくすることができる。これにより、型抜き時にウォータジャケットピンに作用する応力（負担）が低減され、ウォータジャケットピンを延命させることができる。さらに、小さい能力の押し出しシリンダを採用することが可能となり、押し出しピンを駆動する押し出しシリンダを小型化することができる。
本項の態様において、ボアピンとウォータジャケットピンとが一体化された入子に、押し出しピンを貫通させるための穴を適宜設ける。

（３）シリンダブロックのボアを造形するボアピンとウォータジャケットを造形するウォータジャケットピンとが一体に構成された入子を含むダイカスト鋳造型を形成する型形成ステップと、ダイカスト鋳造型を型締め後、該ダイカスト鋳造型の内部に形成されたキャビティに溶湯を充填する充填ステップと、キャビティ内の溶湯が凝固して鋳造が完了した後、規定の型開き動作によりダイカスト鋳造型を型開きする型開きステップと、入子を型抜き方向へ案内しつつ移動させてシリンダブロックから規定距離だけ引き抜く入子引き抜きステップと、入子が規定距離だけ引き抜かれた状態のシリンダブロックを型抜きする型抜きステップと、を含むことを特徴とするダイカスト鋳造方法。
本項に記載のダイカスト鋳造方法によれば、入子引き抜きステップでは、入子を型抜き方向へ移動させることで、ボアピンとウォータジャケットピンとが一体化された入子を鋳造型から規定距離だけ引き抜くことができる。この入子引き抜きステップでは、ボアピンがシリンダブロックのボア内周面により案内されるのに加え、入子を型抜き方向へ案内しつつ移動させるので、入子をシリンダブロックから傾くことなく型抜き方向へ真直ぐに引き抜くことができる。これにより、押し出しピンでシリンダブロックを押し出すだけである従来のダイカスト鋳造型のように、押し出し時にシリンダブロックが型抜き方向に対して傾くことがなく、相対的に剛性が低いウォータジャケットピンの反り返りや疲労亀裂を防止して、ウォータジャケットピンを大幅に延命させることができ、延いては、ランニングコスト（型費）の削減、メンテナンス間隔の延長に伴う工程の合理化に貢献することができる。
本項の態様において、例えば、可動主型に固定されるダイに、入子の基部を収容する入子収容部を形成し、該入子収容部の側面（側壁）に形成された案内面により入子の基部を摺動可能に支持することで、入子引き抜きステップにおける入子の引き抜き時に、入子を型抜き方向へ案内することができる。
また、入子は、例えば、可動型に設けられてピストンロッドの先端部が入子に接続される油圧シリンダの駆動により型抜き方向へ移動させることができる。この場合、本項に記載の「規定距離」とは、ピストンロッドのストローク量となる。
さらに、本項の態様において、「ボアピンとウォータジャケットピンとが一体に構成される」とは、ボアピンとウォータジャケットピンとを一体に造型したものは勿論、別個に造型されたボアピンとウォータジャケットピンとを例えばボルトにより結合させたものを含む。

（４）型抜きステップは、入子が規定距離だけ引き抜かれた状態のシリンダブロックを押し出しピンにより押し出して型抜きする（３）のダイカスト鋳造方法。
本項に記載のダイカスト鋳造方法によれば、型抜きステップにおいて、シリンダブロックを押し出しピンで押し出すことにより、入子を規定距離だけ引き抜いた状態のシリンダブロックを型抜きすることができる。この場合、予め、入子がシリンダブロックから規定距離だけ引き抜かれているので、入子をシリンダブロックから引き抜くことなく押し出しピンで押し出す従来の鋳造方法と比較して、各押し出しピンの押し出し力を小さくすることができる。これにより、型抜き時にウォータジャケットピンに作用する応力（負担）が低減され、ウォータジャケットピンを延命させることができる。さらに、小さい能力の押し出しシリンダを採用することが可能となり、押し出しピンを駆動する押し出しシリンダを小型化することができる。
本項の態様において、ボアピンとウォータジャケットピンとが一体化された入子に、押し出しピンを貫通させるための穴を適宜設ける。

ウォータジャケットピンの延命が可能なダイカスト鋳造型およびそのダイカスト鋳造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態を図１および図２に基いて説明する。なお、本実施形態のダイカスト鋳造型は、アルミニウム合金製のシリンダブロック１を鋳造するダイカスト鋳造型であり、固定型、可動型２、スライド型および入子６を含む。そして、本実施形態のダイカスト鋳造型は、固定型およびスライド型の基本構造は従来技術のダイカスト鋳造型（例えば、上記特許文献１参照）と同一である。したがって、ここでは、入子６に係る部分を中心に説明する。

図１に示されるように、可動型２は、ダイベース３、該ダイベース３に固定される可動主型４および該可動主型４に固定されるダイ５を有する。入子６は、シリンダブロック１のボア７を造形するボアピン８と、ウォータジャケット９を造形するウォータジャケットピン１０と、が入子６の造型時に一体に形成される。また、入子６は、直方体に形成される基部１１を有する。基部１１は、型抜き方向（図１における上下方向）に対して平行な各側面１１ａが、ダイ５に形成された入子収容部１２の相対する各第１案内面１３（支持手段）により型抜き方向へ案内される。また、基部１１の底面中央には、直方体に形成される底部１４が設けられる。底部１４は、型抜き方向に対して平行な各側面１４ａが、相対する各第２案内面１６（支持手段）により型抜き方向へ案内される。

なお、第２案内面１６は、各入子収容部１２の底面１２ａから可動主型４にかけて設けられた凹部１５の内側面（壁面）に形成される。可動主型４の下部には、油圧シリンダ１７が設けられる。油圧シリンダ１７は、ピストンロッドの先端部が入子６の底部１４に固定される。そして、入子６は、図１に示される鋳造型の型開きが完了した状態で、油圧シリンダ１７の駆動により型抜き方向（図１における下方向）へ規定距離（本実施形態では、油圧シリンダ１７のストローク量）だけ移動することができる。これにより、図２に示されるように、入子６は、基部１１の各側面１１ａおよび底部１４の各側面１４ａが、第１案内面１３および第２案内面１６に案内されつつ、ダイ５上のシリンダブロック１から規定距離だけ引き抜かれる構造になっている。

なお、油圧シリンダ１７は、固定部材１８によりダイベース３にも固定される。これにより、入子６の引き抜き時の引き抜き荷重がダイベース３と可動主型４とに分散され、固定部材１８を使用しない場合、すなわち、当該引き抜き荷重を可動主型４だけで受ける場合と比較して、剛性を高めることを目的とする可動主型４の大型化を抑制することができる。また、図２に示されるように、入子６がシリンダブロック１から規定距離だけ引き抜かれた状態では、入子６は、基部１１が入子収容部１２に収容されると共に、底部１４が凹部１５に収容される。

図１および図２に示されるように、本実施形態のダイカスト鋳造型は、入子６が規定距離だけ引き抜かれた状態のシリンダブロック１を押し出して型抜きする押し出し機構１９（押し出し手段）を有する。押し出し機構１９は、ダイベース３、可動主型４、ダイ５および入子６の基部１１を型抜き方向へ貫通する複数本の押し出しピン２０と、各押し出しピン２０の基部が固定される押し出し板２１と、押し出し板２１を型抜き方向へ駆動する押し出しシリンダ２２と、を有する。そして、押し出し機構１９は、押し出しシリンダ２２の駆動により押し出し板２１を上昇させ、各押し出しピン２０の先端部で、入子６が規定距離だけ引き抜かれた状態のシリンダブロック１を押圧することにより、シリンダブロック１が型抜きされる構造になっている。

次に、上記ダイカスト鋳造型を使用するダイカスト鋳造方法を説明する。
まず、シリンダブロック１のボア７を造形するボアピン８とウォータジャケット９を造形するウォータジャケットピン１０とが一体に構成された入子６を含むダイカスト鋳造型を形成する。型締め後、ダイカスト鋳造型の内部に形成されたキャビティに溶湯を充填する（充填ステップ）。そして、キャビティ内の溶湯が凝固してシリンダブロック１の鋳造が完了した後、可動型２ならびにスライド型を型開き方向へ移動させて型開きする（型開きステップ）。

次に、図１に示されるダイカスト鋳造型の型開きが完了した状態で、油圧シリンダ１７（駆動手段）の駆動により入子６を型抜き方向（図１における下方向）へ規定距離（本実施形態では、油圧シリンダ１７のストローク量）だけ移動させる。これにより、図２に示されるように、入子６は、基部１１の各側面１１ａおよび底部１４の各側面１４ａが、第１案内面１３および第２案内面１６（支持手段）に案内されつつ、ダイ５上のシリンダブロック１から上記規定距離だけ引き抜かれる（入子引き抜きステップ）。そして、押し出しシリンダ２２の駆動により押し出し板２１を上昇させ、入子６が規定距離だけ引き抜かれた状態のシリンダブロック１を、各押し出しピン２０の先端部で押圧することにより、シリンダブロック１を入子６から型抜きする（型抜きステップ）。これにより、シリンダブロック１を鋳造型から取り出される。

この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、油圧シリンダ１７（駆動手段）の駆動により入子６を型抜き方向へ移動させることにより、ボアピン８とウォータジャケットピン１０とが一体化された入子６をシリンダブロック１から規定距離だけ引き抜くことができる。そして、引き抜き時には、基部１１の各側面１１ａが、入子収容部１２の相対する各第１案内面１３（支持手段）により型抜き方向へ案内されると共に、底部１４の各側面１４ａが、凹部１５の相対する各第２案内面１６（支持手段）により型抜き方向へ案内される。
したがって、入子６を傾くことなくシリンダブロック１から型抜き方向へ真直ぐに引き抜くことが可能になり、ウォータジャケットピン１０の反り返りや疲労亀裂を防止することができ、その結果、ウォータジャケットピン１０を大幅に延命させることができ、延いては、ランニングコスト（型費）の削減、メンテナンス間隔の延長に伴う工程の合理化に貢献することができる。

なお、実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本実施形態では、ボアピン８とウォータジャケットピン１０とを一体に造型したが、例えば、ボアピン８と、ウォータジャケットピン１０と、基部１１と、を別体に構成し、ボアピン８とウォータジャケットピン１０とをボルトにより基部１１に結合させることにより、ボアピン８とウォータジャケットピン１０とを一体に構成することができる。
入子６の基部１１および底部１４は直方体でなくてもよく、例えば、円柱状に形成することができる。この場合、相対する第１案内面１３および第２案内面１６は内円筒面をなす。
駆動手段は、油圧シリンダ１７の他、電動モータを使用することができる。この場合、電動モータの回転駆動力を入子の直線運動に変換する機構およびモータコントロールユニットが別途必要となる。この場合、入子引き抜きステップにおける入子６の引き抜き距離（規定距離）を制御することが可能になる。

本実施形態の説明図であって、入子がシリンダブロックから引き抜かれる前の状態を示す断面図である。 本実施形態の説明図であって、入子がシリンダブロックから引き抜かれた状態を示す断面図である。

符号の説明

１ シリンダブロック、６ 入子、７ ボア、８ ボアピン、９ ウォータジャケット、１０ ウォータジャケットピン、１３ 第１案内面（支持手段）、１６ 第２案内面（支持手段）、１７ 油圧シリンダ（駆動手段）、１９ 押し出し機構（押し出し手段）

Claims (4)

1. シリンダブロックのボアを造形するボアピンとウォータジャケットを造形するウォータジャケットピンとが一体に構成される入子と、
   該入子を型抜き方向へ移動可能に支持する支持手段と、
   前記入子を型抜き方向へ駆動する駆動手段と、
   を有し、
   前記駆動手段の駆動により前記入子を型抜き方向へ移動させることにより、鋳造された前記シリンダブロックから、前記入子が規定距離だけ引き抜かれることを特徴とするダイカスト鋳造型。
2. さらに、鋳造されたシリンダブロックを型抜き方向へ押し出す押し出し手段を有し、前記入子が規定距離だけ引き抜かれた状態の前記シリンダブロックが、前記押し出し手段により押し出されて前記入子から型抜きされることを特徴とする請求項１に記載のダイカスト鋳造型。
3. シリンダブロックのボアを造形するボアピンとウォータジャケットを造形するウォータジャケットピンとが一体に構成された入子を含むダイカスト鋳造型を形成する型形成ステップと、
   前記ダイカスト鋳造型を型締め後、該ダイカスト鋳造型の内部に形成されたキャビティに溶湯を充填する充填ステップと、
   前記キャビティ内の溶湯が凝固して鋳造が完了した後、規定の型開き動作により前記ダイカスト鋳造型を型開きする型開きステップと、
   前記入子を型抜き方向へ案内しつつ移動させて前記シリンダブロックから規定距離だけ引き抜く入子引き抜きステップと、
   前記入子が規定距離だけ引き抜かれた状態の前記シリンダブロックを型抜きする型抜きステップと、
   を含むことを特徴とするダイカスト鋳造方法。
4. 前記型抜きステップは、前記入子が規定距離だけ引き抜かれた状態の前記シリンダブロックを押し出しピンにより押し出して型抜きすることを特徴とする請求項３に記載のダイカスト鋳造方法。

Images