JP2010207822A

JP2010207822A - Cylinder liner

Info

Publication number: JP2010207822A
Application number: JP2009053525A
Authority: JP
Inventors: Naokuni Sugiura; 直晋杉浦
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2010-09-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cylinder liner that suppresses infiltration of molten metal into an engaging gap between the cylinder liner and a bore core. <P>SOLUTION: In the inner circumferential surface on the distal end side of a bore core 6 of the cylinder liner 5, there are formed in a scattered manner a plurality of recessed parts 10 that collect molten metal infiltrated from the distal end side into the engaging gap between the cylinder liner and the bore core 6. Consequently, since the infiltration of the molten metal into the engaging gap between the cylinder liner 5 and the bore core 6 is suppressed, galling into the inner circumferential surface of the cylinder liner 5 is inhibited. In addition, sticking of solidified metal onto the outer circumferential surface of the bore core 6 is inhibited, thus enabling the cylinder liner 5 to be smoothly inserted into the bore core 6 in the next casting. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、鋳造金型内のキャビティに突出して配置されるボア中子に挿入されて鋳込まれるシリンダライナに関するものである。 The present invention relates to a cylinder liner that is inserted and cast into a bore core that projects from a cavity in a casting mold.

一般に、ピストン摺動面にシリンダライナを備えたシリンダブロックをダイカスト鋳造する際には、非常に高圧の溶湯にて成形するために、シリンダライナとボア中子との嵌合隙間に溶湯が浸入する虞がある。この浸入した溶湯は、特に、シリンダライナ粗材がアルミニウム系材料である場合において、ボア中子の外周面に残留しやすくなり、その部位で凝固すると、離型時にシリンダライナの内周面にカジリが発生する。
しかも、ボア中子の外周面に凝固金属が付着した状態であるために、次の鋳造時に、ボア中子にシリンダライナをスムーズに挿入することができず、生産効率を低下させてしまうという問題が発生していた。 Generally, when die casting a cylinder block having a cylinder liner on the piston sliding surface, the molten metal enters the fitting gap between the cylinder liner and the bore core in order to form with a very high pressure molten metal. There is a fear. This infiltrated molten metal tends to remain on the outer peripheral surface of the bore core, particularly when the cylinder liner coarse material is an aluminum-based material. Will occur.
In addition, since solidified metal is attached to the outer peripheral surface of the bore core, the cylinder liner cannot be smoothly inserted into the bore core during the next casting, resulting in reduced production efficiency. Had occurred.

そこで、特許文献１に記載されるものでは、ボアピン（ボア中子）の先端側の外周面に、予め樹脂材、金属材等からなるパッキン材を装着し、該パッキン材によりボアピンとシリンダライナとの嵌合隙間に溶湯が浸入するのを防止するようにしている。 Therefore, in the one described in Patent Document 1, a packing material made of a resin material, a metal material, or the like is mounted in advance on the outer peripheral surface on the tip side of the bore pin (bore core), and the bore pin and the cylinder liner are attached by the packing material. The molten metal is prevented from entering the fitting gap.

特開２００２−３３６９５５号公報JP 2002-336955 A

しかしながら、上記特許文献１に記載される溶湯の浸入対策では、別体のパッキン材を用意する必要があり、余分なコストがかかる上に、作業も煩雑となる。 However, in the countermeasure against the intrusion of the molten metal described in the above-mentioned Patent Document 1, it is necessary to prepare a separate packing material, which requires extra cost and makes the operation complicated.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、シリンダライナとボア中子との嵌合隙間への溶湯の浸入を抑制するシリンダライナを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the cylinder liner which suppresses the penetration | invasion of the molten metal to the fitting clearance gap between a cylinder liner and a bore core.

上記課題を解決するために、本発明の請求項１の発明は、鋳造型内のキャビティに突出して配置されるボア中子に挿入されて鋳込まれるシリンダライナであって、該シリンダライナの、前記ボア中子の先端側の内周面に、前記ボア中子との嵌合隙間に先端側から浸入した溶湯を溜める凹部を形成することを特徴とするものである。
請求項１の発明では、鋳造型内のキャビティに突出して配置されるボア中子に挿入してシリンダライナを鋳込む際、該シリンダライナとボア中子との嵌合隙間に先端側から浸入した溶湯は、シリンダライナの、ボア中子の先端側の内周面に設けた凹部内に溜められるので、離型時のシリンダライナの内周面へのカジリを抑制でき、さらに、ボア中子への凝固金属の付着が抑制され、次の鋳造時に、ボア中子にシリンダライナをスムーズに挿入することができる。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 of the present invention is a cylinder liner that is inserted into a bore core that is projected from a cavity in a casting mold and is cast. A concave portion is formed on the inner peripheral surface of the bore core on the tip side to store the molten metal that has entered the fitting gap with the bore core from the tip side.
According to the first aspect of the present invention, when the cylinder liner is cast by being inserted into the bore core that protrudes from the cavity in the casting mold, it enters the fitting gap between the cylinder liner and the bore core from the front end side. Since the molten metal is stored in a recess provided in the inner peripheral surface of the cylinder core on the tip end side of the bore core, it is possible to suppress galling to the inner peripheral surface of the cylinder liner at the time of mold release, and to the bore core. The solidified metal is prevented from adhering, and the cylinder liner can be smoothly inserted into the bore core during the next casting.

請求項２の発明は、前記シリンダライナの、前記ボア中子の先端側の端面には、前記鋳造型との当接部位及び非当接部位が設けられ、該非当接部位の範囲の内周面に前記凹部を形成することを特徴とするものである。
請求項２の発明では、シリンダライナの内周面において、特に、鋳造型との非当接部位、すなわち、溶湯の浸入し易い部位の範囲に凹部が形成されるので、必要最小限の加工にて大きな効果を得ることができる。 The invention according to claim 2 is characterized in that a contact portion and a non-contact portion with the casting mold are provided on an end surface of the cylinder core on the front end side of the bore core, and an inner circumference in a range of the non-contact portion The concave portion is formed on the surface.
In the invention of claim 2, since the concave portion is formed in the inner peripheral surface of the cylinder liner, particularly in a non-contact portion with the casting mold, that is, in a portion where the molten metal can easily enter, the minimum necessary processing is achieved. Can produce a great effect.

本発明によれば、シリンダライナとボア中子との嵌合隙間への溶湯の浸入を抑制するシリンダライナを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cylinder liner which suppresses the penetration | invasion of the molten metal to the fitting clearance gap between a cylinder liner and a bore core can be provided.

図１は、本発明の実施の形態に係るシリンダライナを含む、シリンダブロック用ダイカスト鋳造型を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a die casting mold for a cylinder block including a cylinder liner according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１の要部拡大図である。である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. It is. 図３は、本発明の実施の形態に係るシリンダライナの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the cylinder liner according to the embodiment of the present invention.

以下、本発明を実施するための形態を図１〜図３に基いて詳細に説明する。
鋳造型は、アルミニウム合金製シリンダブロックをダイカスト鋳造するためのダイカスト金型として構成されており、図１に示すように、固定型１と、固定型１に対して進退動可能に配置された可動型２と、可動型２の前面にその進退方向と交差する方向へ移動可能に配置された複数のスライド型３、３とから概略構成されている。可動型２は、ウォータジャケットを形成するウォータジャケット中子４と、シリンダライナ５を嵌合保持するボア中子６とを備えている。ウォータジャケット中子４は、必要気筒数に応じた数の筒状部４ａが紙面に対して垂直方向へ連設して構成されており、ボア中子６は、このウォータジャケット中子４の各筒状部４ａ内に配置されている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
The casting mold is configured as a die-casting mold for die-casting an aluminum alloy cylinder block. As shown in FIG. 1, the casting mold is movable and arranged movable relative to the stationary mold 1. The mold 2 is schematically composed of a mold 2 and a plurality of slide molds 3 and 3 which are arranged on the front surface of the movable mold 2 so as to be movable in a direction crossing the advance / retreat direction. The movable mold 2 includes a water jacket core 4 that forms a water jacket, and a bore core 6 that fits and holds the cylinder liner 5. The water jacket core 4 includes a number of cylindrical portions 4a corresponding to the required number of cylinders arranged in a direction perpendicular to the paper surface, and the bore core 6 includes each of the water jacket cores 4. It arrange | positions in the cylindrical part 4a.

可動型２は、図１に示すように、ダイカストマシン内の型締手段（図示略）により固定型１に対して進退動し、一方、各スライド型３は、可動型２に付設した駆動手段（図示略）により相互に接近・離間する方向へ移動自在になっている。このような鋳造型においては、可動型２に対してスライド型３を前進位置決めした後、固定型１に対して可動型２を前進させることで、固定型１、可動型２及びスライド型３により型閉めされる。
そして、この型閉め状態で、固定型１、可動型２及びスライド型３の内部に鋳造空間としてのキャビティ７が形成され、これと共にキャビティ７内に突出する状態でウォータジャケット中子４の筒状部４ａと、ボア中子６とが配置される。なお、可動型２には、鋳造品としてのシリンダブロックを離型させるための押出ピンや、内部冷却のための冷却系等が設けられるが、これらについての図示は省略する。
なお、図１に示すように、固定型１、可動型２及びスライド型３により型閉めされた状態において、シリンダライナ５の、ボア中子６の先端側の端面には、固定型１との当接部位１１と非当接部位１２とが設けられ、これら当接部位１１と非当接部位１２とは周方向に交互に設けられる。 As shown in FIG. 1, the movable mold 2 is moved forward and backward with respect to the fixed mold 1 by mold clamping means (not shown) in the die casting machine, while each slide mold 3 is a driving means attached to the movable mold 2. (Not shown) are movable in directions toward and away from each other. In such a casting mold, after the slide mold 3 is moved forward and positioned with respect to the movable mold 2, the movable mold 2 is moved forward with respect to the fixed mold 1, whereby the fixed mold 1, the movable mold 2, and the slide mold 3 are used. The mold is closed.
When the mold is closed, a cavity 7 is formed as a casting space inside the fixed mold 1, the movable mold 2, and the slide mold 3, and the cylindrical shape of the water jacket core 4 protrudes into the cavity 7 together with the cavity 7. The part 4a and the bore core 6 are arranged. The movable die 2 is provided with an extrusion pin for releasing a cylinder block as a cast product, a cooling system for internal cooling, and the like, but illustration of these is omitted.
As shown in FIG. 1, when the mold is closed by the fixed mold 1, the movable mold 2, and the slide mold 3, the end surface of the cylinder liner 5 on the distal end side of the bore core 6 is connected to the fixed mold 1. The contact part 11 and the non-contact part 12 are provided, and the contact part 11 and the non-contact part 12 are alternately provided in the circumferential direction.

シリンダライナ５は、図１及び図２に示すように、固定型１に対して可動型２を後退させ、かつ可動型２に対してスライド型３を後退させた型開き状態で、ボア中子６に嵌合セットされる。この場合、ボア中子６に対するシリンダライナ５の嵌合を容易にするため、ボア中子６は、その基端側よりも先端側がわずか小径となるようにテーパ形状に仕上げられている。これにより、ボア中子６とシリンダライナ５との嵌合隙間は、図２に示されるようにボア中子６の先端側に向かうに従って拡大し、結果として該嵌合隙間には先端側から溶湯が浸入しやすい状況となっている。本実施形態においてシリンダライナ５の材料は任意であり、鉄系材料であってもアルミニウム系材料であってもよいが、シリンダライナ５がアルミニウム系材料で構成される場合は、鋼製のボア中子６との熱膨張差により両者の嵌合隙間が拡大し、該嵌合隙間に溶湯がより一層浸入し易くなる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the cylinder liner 5 has a bore core in a mold open state in which the movable mold 2 is retracted with respect to the fixed mold 1 and the slide mold 3 is retracted with respect to the movable mold 2. 6 is fitted and set. In this case, in order to facilitate the fitting of the cylinder liner 5 to the bore core 6, the bore core 6 is finished in a tapered shape so that the distal end side has a slightly smaller diameter than the proximal end side. As a result, the fitting gap between the bore core 6 and the cylinder liner 5 increases toward the front end side of the bore core 6 as shown in FIG. It is in the situation where it is easy to enter. In the present embodiment, the material of the cylinder liner 5 is arbitrary, and may be an iron-based material or an aluminum-based material. However, when the cylinder liner 5 is composed of an aluminum-based material, Due to the difference in thermal expansion from the child 6, the fitting gap between the two is enlarged, and the molten metal can more easily enter the fitting gap.

そして、図１〜図３に示すように、本発明の実施の形態に係るシリンダライナ５には、そのボア中子６の先端側の内周面全周範囲（シリンダライナ５のジャーナル側の内周面全周範囲）に、複数の凹部１０が点在するように形成される。各凹部１０は、ボア中子６とシリンダライナ５との嵌合隙間に先端側から浸入した溶湯を溜める溶湯溜まりとして機能するものである。各凹部１０は、その平面視形状や深さ方向が同一である必要はなくそれぞれ相違させてもよいが、特に、各凹部１０の深さは嵌合隙間に応じて適宜設定される。また、シリンダライナ５に形成される各凹部１０の軸方向の範囲は、ジャーナル側端部からピストン摺動に影響を与えない範囲とする。
なお、シリンダライナ５の各凹部１０は、遠心鋳造後、機械加工により形成してもよいし、遠心鋳造時に、形成箇所のみに発砲助剤を混入して発砲させることで形成してもよい。 As shown in FIGS. 1 to 3, the cylinder liner 5 according to the embodiment of the present invention has an inner peripheral surface whole circumference range on the tip side of the bore core 6 (inner side of the cylinder liner 5 on the journal side). A plurality of concave portions 10 are formed so as to be interspersed in the entire circumferential range). Each recess 10 functions as a molten metal pool for collecting molten metal that has entered the fitting gap between the bore core 6 and the cylinder liner 5 from the tip side. Each recess 10 does not need to have the same planar view shape and depth direction, and may be different from each other. In particular, the depth of each recess 10 is appropriately set according to the fitting gap. In addition, the axial range of each recess 10 formed in the cylinder liner 5 is a range that does not affect the piston sliding from the journal side end.
In addition, each recessed part 10 of the cylinder liner 5 may be formed by machining after centrifugal casting, or may be formed by mixing a firing aid only at the formation location and firing.

ダイカスト鋳造の際には、型開き状態で、可動型２のボア中子６に、シリンダライナ５をその内周面に設けた各凹部１０がボア中子６の先端側に配置されるように嵌合セットする。そして、シリンダライナ５をセット後、まず、スライド型３、３が前進して可動型２に対して位置決めされ、続いて、可動型２がスライド型３、３と一体で固定型１に対して前進し、これにより、固定型１、可動型２及びスライド型３、３により型閉めされる。その後、溶湯がキャビティ７内に高速、高圧で供給される。
この時、キャビティ７に供給された溶湯は、ボア中子６とシリンダライナ５との嵌合隙間内に先端側から浸入しようとする。しかしながら、シリンダライナ５には、そのボア中子６の先端側の内周面全周範囲に複数の凹部１０が点在して形成されているので、嵌合隙間に浸入した溶湯の大部分は、図２の矢印で示すように各凹部１０内に流入する。これにより、各凹部１０の形成部位より奥側への溶湯の浸入が抑えられる。 At the time of die casting, in the mold open state, the concave core 10 provided with the cylinder liner 5 on the inner peripheral surface thereof is arranged on the front end side of the bore core 6 in the bore core 6 of the movable mold 2. Mate and set. After the cylinder liner 5 is set, the slide molds 3 and 3 are first moved forward and positioned with respect to the movable mold 2, and then the movable mold 2 is integrated with the slide molds 3 and 3 with respect to the fixed mold 1. As a result, the mold is closed by the fixed mold 1, the movable mold 2, and the slide molds 3 and 3. Thereafter, the molten metal is supplied into the cavity 7 at high speed and high pressure.
At this time, the molten metal supplied to the cavity 7 tends to enter the fitting gap between the bore core 6 and the cylinder liner 5 from the front end side. However, since the cylinder liner 5 is formed with a plurality of recesses 10 in the entire peripheral area of the inner peripheral surface on the tip side of the bore core 6, most of the molten metal that has entered the fitting gap is As shown by the arrows in FIG. Thereby, the penetration | invasion of the molten metal from the formation site | part of each recessed part 10 to the back | inner side is suppressed.

その後、キャビティ７内に充填された溶湯は急速に凝固し、シリンダライナ５を鋳込んでなるアルミニウム合金製のシリンダブロックが完成する。その後、型開きすると共に押出ピン（図示略）が作動し、鋳造品としてのシリンダブロックが可動型２から離型される。なお、離型後のシリンダライナ５の各凹部１０内には凝固金属が残った状態となる。 Thereafter, the molten metal filled in the cavity 7 is rapidly solidified to complete an aluminum alloy cylinder block formed by casting the cylinder liner 5. Thereafter, the mold is opened and an extrusion pin (not shown) is operated to release the cylinder block as a cast product from the movable mold 2. Note that the solidified metal remains in the respective recesses 10 of the cylinder liner 5 after release.

以上説明したように、本発明の実施の形態に係るシリンダライナ５には、ボア中子６の先端側の内周面に複数の凹部１０が点在するように形成されているので、キャビティ７内に供給された溶湯がボア中子６とシリンダライナ５との嵌合隙間内に先端側から浸入しても、該溶湯はシリンダライナ５の内周面に設けた各凹部１０内に流入することでそれ以上の浸入が抑制され、ボア中子６の外周面へ凝固金属として残留するのを抑制できる。
これにより、シリンダライナ５の内周面へのカジリの発生を抑制することができ、しかも、ボア中子６の外周面への凝固金属の付着が抑制されるので、次の鋳造時に、ボア中子６にシリンダライナ５をスムーズに挿入することができる。 As described above, the cylinder liner 5 according to the embodiment of the present invention is formed so that the plurality of recesses 10 are scattered on the inner peripheral surface on the distal end side of the bore core 6. Even if the molten metal supplied inside enters the fitting gap between the bore core 6 and the cylinder liner 5 from the front end side, the molten metal flows into the recesses 10 provided on the inner peripheral surface of the cylinder liner 5. Thus, further intrusion is suppressed, and it is possible to suppress the solidification metal from remaining on the outer peripheral surface of the bore core 6.
Thereby, generation | occurrence | production of the galling to the internal peripheral surface of the cylinder liner 5 can be suppressed, and also adhesion of the solidification metal to the outer peripheral surface of the bore core 6 is suppressed, Therefore, in the next casting, The cylinder liner 5 can be smoothly inserted into the child 6.

なお、本発明の実施の形態に係るシリンダライナ５では、そのボア中子６の先端側の内周面全周範囲に、複数の凹部１０が点在するように形成されているが、シリンダライナ５の、ボア中子６の先端側の内周面で、上述した固定型１との非当接部位１２の範囲にだけ複数の凹部１０を点在するように形成してもよい。また、複数の凹部１０の代わりに、周方向に延びる環状凹部を一つまたは軸方向に複数形成する形態を採用してもよい。 In the cylinder liner 5 according to the embodiment of the present invention, a plurality of recesses 10 are formed in the entire peripheral area of the inner peripheral surface on the tip side of the bore core 6. 5, a plurality of recesses 10 may be formed on the inner peripheral surface of the front end side of the bore core 6 only in the range of the non-contact portion 12 with the fixed mold 1 described above. Moreover, you may employ | adopt the form which forms one or more annular recessed parts extended in the circumferential direction instead of the several recessed part 10 in an axial direction.

また、本発明の実施の形態では、ダイカスト鋳造によりシリンダブロックを製造するものとして説明したが、その鋳造方法は任意であり、重力鋳造はもとより、低圧鋳造であってもよい。また、その鋳造は、金型鋳造に限定されず、砂型鋳造であってもよい。さらに、上記実施の形態においては、鋳造金属としてアルミニウム合金を選択したが、この鋳造金属の種類も任意であり、マグネシウムまたはその合金、鉄系合金等を選択することができる。 In the embodiment of the present invention, the cylinder block is manufactured by die casting, but the casting method is arbitrary, and may be low pressure casting as well as gravity casting. Moreover, the casting is not limited to die casting, and may be sand casting. Furthermore, in the said embodiment, although the aluminum alloy was selected as a cast metal, the kind of this cast metal is also arbitrary and magnesium or its alloy, an iron-type alloy, etc. can be selected.

１固定型，２可動型，５シリンダライナ，６ボア中子，７キャビティ，１０凹部，１１当接部位，１２非当接部位 1 fixed type, 2 movable type, 5 cylinder liner, 6 bore core, 7 cavity, 10 recess, 11 contact part, 12 non-contact part

Claims

A cylinder liner that is inserted and cast into a bore core that projects from a cavity in a casting mold,
The cylinder liner is characterized in that a concave portion is formed on an inner peripheral surface of the bore core on the tip side of the bore core to store molten metal that has entered the fitting gap with the bore core from the tip side.

A contact portion and a non-contact portion with the casting mold are provided on an end surface of the bore liner on the tip end side of the bore core, and the concave portion is formed on an inner peripheral surface in a range of the non-contact portion. The cylinder liner according to claim 1.