JP2015094261A - Cylinder block and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリンダブロックおよびその製造方法に関し、特に複数のクランク室を区画する隔壁部の上部にその両側のクランク室を互いに連通させる呼吸孔が形成されるシリンダブロックおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a cylinder block and a method for manufacturing the same, and more particularly to a cylinder block in which a breathing hole for communicating the crank chambers on both sides with each other is formed in an upper portion of a partition wall that defines a plurality of crank chambers.
多気筒内燃機関のシリンダブロックにおいては、複数のクランク室を区画する隔壁部にクランクシャフトのジャーナル部を支持させる一方、その隔壁部に呼吸孔を設けてポンピングロスを低減させるものが多い。 In many cylinder blocks of a multi-cylinder internal combustion engine, a journal portion of a crankshaft is supported by partition portions that define a plurality of crank chambers, and a breathing hole is provided in the partition portion to reduce pumping loss.
そのような内燃機関のシリンダブロックとしては、例えば各バンク内で隣り合う気筒間の筒壁部と、隣り合う気筒をそれらの下端側で仕切る隔壁部との間に段差を設けつつ、複数の気筒の中心と同一平面上に呼吸孔をドリル加工で形成するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a cylinder block of such an internal combustion engine, for example, a plurality of cylinders are provided while providing a step between a cylinder wall portion between adjacent cylinders in each bank and a partition wall portion that partitions adjacent cylinders on the lower end side thereof. There is known one in which a breathing hole is formed by drilling on the same plane as the center (see, for example, Patent Document 1).
また、呼吸孔の開口形状をシリンダの軸線方向と平行な最大荷重作用方向に長径となる楕円形状にするものや、呼吸孔が気筒中心配置面に対し平行な2つの直線部を有する輪郭に形成されているものも知られている(例えば、特許文献2、3参照)。 Also, the shape of the opening of the breathing hole is an ellipse with a major axis in the direction of maximum load parallel to the axial direction of the cylinder, or a contour in which the breathing hole has two straight portions parallel to the cylinder center plane. (See, for example, Patent Documents 2 and 3).
しかしながら、上述のような従来のシリンダブロックおよびその製造方法にあっては、ダイキャスト成形等において呼吸孔を鋳抜こうとすると、その鋳抜きピンのストロークが大きくなって成形型が大型化することになり、通常の鋳造成形機を使用することができなかった。そのため、呼吸孔を鋳抜き加工することが非常に困難であった。 However, in the conventional cylinder block and the manufacturing method thereof as described above, if the breathing hole is to be cast in die-cast molding or the like, the stroke of the punch pin becomes large and the mold becomes large. Thus, a normal casting machine could not be used. Therefore, it has been very difficult to cast the breathing hole.
また、気筒の筒壁部の下端部によって呼吸孔の一端側に位置する段差壁面を設けることで、呼吸孔の切削加工距離をある程度短縮することはできていたが、壁厚(肉厚)の大きいクランク室間の隔壁部側における切削加工距離が大きいために機械加工時間を十分に短縮することができていなかった。 Also, by providing a stepped wall surface located on one end side of the breathing hole by the lower end of the cylinder wall of the cylinder, the cutting distance of the breathing hole could be reduced to some extent, but the wall thickness (wall thickness) Since the cutting distance on the partition wall side between the large crank chambers is large, the machining time cannot be shortened sufficiently.
さらに、呼吸孔はある程度大きくすることが望ましいが、V型エンジン等のように複数の気筒列(バンク)を有する場合、その内部の油路(潤滑・冷却用のオイルの通路)の配置や鋳造成形時の溶湯の湯廻り確保の必要から、呼吸孔を開けるスペースが制限され、各バンクに対応する小径の呼吸孔を形成することが多かった。その場合、ダイキャスト成形時等にクランク室を形成するクランクコアの直動方向と、各気筒のボア部を形成するボアピンの直動方向とがバンクの横傾斜角に応じて相違するため、アンダーカット部分を作ることなく円形の呼吸孔を鋳抜くことが困難であった。そのため、成形型が大型化するだけでなく、鋳抜きピンの断面形状を異形(非円形)にして呼吸孔を異形にする必要があり、鋳抜きピンの強度やコスト面でも不利であった。 Furthermore, it is desirable to make the breathing hole large to some extent, but when there are a plurality of cylinder rows (banks) such as a V-type engine, the arrangement and casting of the oil passages (lubricating / cooling oil passages) inside them Due to the necessity of securing the hot water around the molten metal at the time of molding, the space for opening the breathing hole is limited, and a small-diameter breathing hole corresponding to each bank is often formed. In that case, the linear motion direction of the crank core that forms the crank chamber at the time of die casting molding and the linear motion direction of the bore pin that forms the bore portion of each cylinder differ depending on the lateral inclination angle of the bank. It was difficult to cast a circular breathing hole without making a cut part. Therefore, it is necessary not only to increase the size of the mold, but also to make the breathing hole irregular by changing the cross-sectional shape of the core pin (non-circular), which is disadvantageous in terms of strength and cost of the core pin.
本発明は、上述のような従来の課題に鑑みてなされたものであり、通常の鋳造成形機を用いて呼吸孔加工部位を薄肉化した半製品を容易に成形でき、かつ、その成形品に呼吸孔を貫通形成する機械加工時間を大幅に短縮することのできる低製造コストのシリンダブロックおよびその製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the conventional problems as described above, and can easily form a semi-finished product with a thinned breathing hole processed part using a normal casting machine, and the molded product It is an object of the present invention to provide a cylinder block with a low manufacturing cost and a manufacturing method thereof that can significantly reduce the machining time for forming a breathing hole.
本発明に係るシリンダブロックは、上記課題を解決するために、(1)複数の気筒を形成する気筒形成部と、前記複数の気筒に対応する複数のクランク室を形成するよう前記気筒形成部と一体に形成されたクランク室形成部と、を備え、前記クランク室形成部が、前記複数の気筒のうち隣り合う一対の気筒に対応する一対のクランク室を区画する隔壁部と隣り合う前記クランク室を互いに連通させる呼吸孔が機械加工により形成される呼吸孔形成部と、を有し、前記呼吸孔形成部の厚さが前記隔壁部の厚さよりも薄く形成されているものである。 In order to solve the above problems, the cylinder block according to the present invention includes (1) a cylinder forming portion that forms a plurality of cylinders, and a cylinder forming portion that forms a plurality of crank chambers corresponding to the plurality of cylinders. An integrally formed crank chamber forming portion, and the crank chamber forming portion is adjacent to a partition wall portion defining a pair of crank chambers corresponding to a pair of adjacent cylinders among the plurality of cylinders. A breathing hole forming part in which the breathing holes communicating with each other are formed by machining, and the thickness of the breathing hole forming part is smaller than the thickness of the partition wall part.
この構成により、呼吸孔形成部の厚さが隔壁部の厚さよりも薄くなっている分だけ、呼吸孔を形成するための切削加工距離が短縮されることになる。したがって、切削加工距離に相当する呼吸孔の軸線方向長さを十分に短縮することができる。しかも、呼吸孔を鋳抜くことなく通常の鋳造成形機を用いてこのシリンダブロックの全体形状を容易に成形でき、その成形品に対する呼吸孔の機械加工時間を大幅に短縮できることから、低製造コストのシリンダブロックとなる。 With this configuration, the cutting distance for forming the breathing hole is shortened by the amount that the thickness of the breathing hole forming portion is thinner than the thickness of the partition wall portion. Therefore, the axial length of the breathing hole corresponding to the cutting distance can be sufficiently shortened. Moreover, the entire shape of the cylinder block can be easily formed using a normal casting machine without casting the breathing hole, and the machining time of the breathing hole for the molded product can be greatly shortened. It becomes a cylinder block.
本発明のシリンダブロックにおいては、(2)前記気筒形成部が、互いにV字形の交差をなす複数のバンクを構成していてもよい。 In the cylinder block of the present invention, (2) the cylinder forming portion may constitute a plurality of banks that form a V-shaped intersection with each other.
この構成により、V型の内燃機関のシリンダブロックであっても、通常の鋳造成形機を用いて半製品を容易に成形でき、その成形品に対し呼吸孔を貫通形成するための機械加工時間を大幅に短縮することができる。また、呼吸孔を容易に円形にできる。 With this configuration, even for a cylinder block of a V-type internal combustion engine, a semi-finished product can be easily formed using a normal casting machine, and machining time for forming a breathing hole through the molded product can be reduced. It can be greatly shortened. Also, the breathing hole can be easily made circular.
本発明に係るシリンダブロックの製造方法は、上記課題を解決するために、(3)複数の気筒を形成する気筒形成部と、前記複数の気筒に対応する複数のクランク室を形成するクランク室形成部と、を備え、前記クランク室形成部が、複数の気筒のうち隣り合う一対の気筒に対応する一対のクランク室を区画する隔壁部と、隣り合う前記クランク室を互いに連通させる呼吸孔が形成される呼吸孔形成部とを有するシリンダブロックを製造する方法であって、前記クランク室形成部の前記呼吸孔形成部と前記隔壁部とを一体に有する半製品を鋳造成形する際に、前記呼吸孔形成部に対応する薄肉部と、前記隔壁部に対応する厚肉部とを形成しておき、前記薄肉部を機械加工して前記呼吸孔の一部をなす機械加工孔を貫通形成するものである。 In order to solve the above-described problem, a cylinder block manufacturing method according to the present invention includes (3) a cylinder forming portion that forms a plurality of cylinders, and a crank chamber formation that forms a plurality of crank chambers corresponding to the plurality of cylinders. A partition for partitioning a pair of crank chambers corresponding to a pair of adjacent cylinders among a plurality of cylinders, and a breathing hole for communicating the adjacent crank chambers with each other. A method of manufacturing a cylinder block having a breathing hole forming part, wherein the breathing hole forming part is integrally formed with the breathing hole forming part and the partition wall part of the crank chamber forming part. A thin wall portion corresponding to the hole forming portion and a thick wall portion corresponding to the partition wall portion are formed, and the thin hole portion is machined to form a machined hole that forms a part of the breathing hole. It is.
この構成により、半製品の鋳造成形時に、呼吸孔形成部に対応する薄肉部と隔壁部に対応する厚肉部とを形成し、薄肉部の厚さが隔壁部の厚さよりも薄くなっている分だけ、呼吸孔を形成するための切削加工距離を短縮することで、呼吸孔の切削加工距離を十分に短縮することができる。しかも、呼吸孔を鋳抜くことなく通常の鋳造成形機を用いて半製品を容易に成形でき、その成形品に対する呼吸孔の機械加工時間を大幅に短縮できることから、低製造コストのシリンダブロックを製造することができる。 With this configuration, a thin-walled portion corresponding to the breathing hole forming portion and a thick-walled portion corresponding to the partition wall portion are formed when casting the semi-finished product, and the thickness of the thin wall portion is thinner than the thickness of the partition wall portion. By shortening the cutting distance for forming the breathing hole by the amount, the cutting distance of the breathing hole can be sufficiently shortened. Moreover, a semi-finished product can be easily molded using a normal casting machine without casting the breathing hole, and the machining time of the breathing hole for the molded product can be greatly shortened. can do.
本発明によれば、呼吸孔を鋳抜くことなく通常の鋳造成形機を用いて呼吸孔加工部位を薄肉化した半製品を成形し、その成形品に対し呼吸孔を貫通形成するための機械加工時間を大幅に短縮できるので、低製造コストのシリンダブロックおよびその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a semi-finished product having a thinned breathing hole machining part is formed using an ordinary casting machine without casting a breathing hole, and machining for forming a breathing hole through the molded product is performed. Since the time can be greatly shortened, it is possible to provide a cylinder block with a low manufacturing cost and a manufacturing method thereof.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(一実施形態)
図1ないし図7は、本発明の一実施形態に係るシリンダブロックの概略構成とその製造に用いる鋳造成形型の一部の概略構成を示している。なお、本実施形態のシリンダブロックは、V型の多気筒内燃機関、例えばV型6気筒エンジンのエンジンブロックの主要部分を構成するものであり、鋳造成形の一種であるダイキャスト成形によって成形した半製品を機械加工して製造されるものである。
(One embodiment)
1 to 7 show a schematic configuration of a cylinder block according to an embodiment of the present invention and a schematic configuration of a part of a casting mold used for manufacturing the cylinder block. The cylinder block of the present embodiment constitutes a main part of an engine block of a V-type multi-cylinder internal combustion engine, for example, a V-type 6-cylinder engine, and is a half formed by die casting which is a kind of casting molding. It is manufactured by machining a product.
まず、本実施形態の構成について説明する。 First, the configuration of the present embodiment will be described.
図1、図4および図5に示すように、本実施形態のシリンダブロック10は、複数の気筒11を形成する上方側の気筒形成部12と、複数の気筒11に対応する複数のクランク室14を形成する下方側のクランク室形成部13とを備えている。
As shown in FIGS. 1, 4, and 5, the
このシリンダブロック10は、気筒形成部12およびクランク室形成部13をダイキャスト成形によって一体に鋳造したものであり、例えばアルミニウム合金からなる。
The
図4ないし図7に示すように、複数の気筒11は、気筒形成部12に形成された複数のシリンダボア15を有しており、各シリンダボア15は、ダイキャスト成形時に図示しない高剛性のシリンダライナを鋳込んで形成されている。各シリンダボア15には、図1中に仮想線で示すように、ピストン31が往復摺動可能に収納されるようになっている。
As shown in FIGS. 4 to 7, the plurality of
気筒形成部12は、それぞれ複数、例えば3つの気筒11を直列(インライン)に形成する一対のバンク21A、21Bを互いに逆方向に略同一の横傾斜角をなすように有しており、両バンク21A、21Bによって略V字形状をなしている。また、その略V字形状の谷部付近に潤滑・冷却用のオイルを各摺動部分に供給する油路12w(図5参照)が形成されている。
The
図4および図6に示すように、各バンク21A、21Bには、3つの気筒11のシリンダボア15を形成するようそれぞれ前記シリンダライナが鋳込まれた3つの円筒状の筒壁部22と、筒壁部22の周囲に形成されたウォータージャケット部23と、筒壁部22およびウォータージャケット部23を取り囲む外壁部24と、が設けられている。また、各バンク21A、21Bの3つの筒壁部22は、隣り合う各一対の近接部分で互いに一体に結合されている。
As shown in FIGS. 4 and 6, each of the banks 21 </ b> A and 21 </ b> B includes three cylindrical
図4および図5に示すように、クランク室形成部13は、一対のバンク21A、21Bの互いに近接する部分同士を結合する天井壁部16と、一対のバンク21A、21Bの互いに離隔した外側壁から斜下方に広がるように延びたスカート部17と、スカート部17の内方に複数、例えば3つのクランク室14を区画し形成する内側の隔壁部18および外側の隔壁部19と、を有している。また、クランク室形成部13は、隣り合うクランク室14同士を互いに連通させるよう後述する呼吸孔41、42が機械加工により形成される呼吸孔形成部20を有している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the crank
3つのクランク室14は、一対のバンク21A、21Bの長手方向(クランク軸のジャーナル部の軸線方向)で近接する各一対の気筒11のシリンダボア15の下方に位置している。
The three crank
少なくとも1つ、例えば2つの内側の隔壁部18は、スカート部17を介して外側の隔壁部19と一体に結合されており、複数の気筒11のうちバンク長手方向に隣り合う各一対の気筒11に対応する一対のクランク室14を互いに区画しつつ、その各一対の気筒11の間でクランクシャフト32のジャーナル部33を回転自在に支持している。
At least one, for example, two
なお、クランクシャフト32は、複数、例えば等角度間隔をなす3つのクランクピン34を有しており、それらクランクピン34のそれぞれに一対のコンロッド35A、35Bの基端部が隣接して結合され、クランクピン34の両端側のクランクアーム36A、36Bを介して各クランクピン34がその両側のジャーナル部33に連結されている。また、コンロッド35A、35Bは、それぞれの先端部で同一のクランク室14に対応する2つの気筒11内のピストン31に結合されている。そして、6つの気筒11内のピストン31が、例えば図4に示す第1気筒C1から第6気筒C6へと、例えば120°(=720°/気筒数)の位相差で順次爆発(膨張)するとき、クランクシャフト32が回転動力を出力可能に回転するようになっている。
The
外側の隔壁部19は、クランクシャフト32のジャーナル部33の軸線方向におけるシリンダブロック10の両端側に位置しており、クランクシャフト32の両端側のジャーナル部33を回転自在に支持している。
The outer
一対のバンク21A、21Bは、それぞれクランクシャフト32のジャーナル部33の軸線に対し平行な方向(以下、前後方向という)に延びている。
The pair of banks 21 </ b> A and 21 </ b> B each extend in a direction parallel to the axis of the
このようなシリンダブロック10の製造に際しては、その製造設備の全体構成を図示しないが、図2および図5に示すように、クランク室形成部13の形状に対応するクランクコア101を有する一方の成形型、例えば固定型と、気筒形成部12の形状に対応する複数のボアピン102を有する他方の成形型、例えば可動型とを用いて、半製品(機械加工前のブランク)である成形品10Mがダイキャスト成形される。
When manufacturing such a
そして、その成形品10Mに対して要求寸法精度の高い部分が機械加工されるとともに、図3および図5に示すように、呼吸孔41、42の主要部分(一部)である機械加工孔41a、42aが貫通形成されるようになっている。
And a part with high required dimensional accuracy is machined with respect to the molded product 10M, and as shown in FIGS. 3 and 5, a
すなわち、気筒形成部12に近接する内側の隔壁部18の各々の上部には、図6に示すように、その隔壁部18を隔てて隣り合う一対のクランク室14をバンク21A、21Bの複数の気筒11の下方側でそれぞれ連通させるように、一対の呼吸孔41、42が形成されている。
That is, as shown in FIG. 6, a pair of crank
これら呼吸孔41、42は、一対のバンク21A、21Bの複数の気筒11の中心軸線が配置される2つの仮想平面P1、P2(図5参照;シリンダ中心配置面)上かその近傍に互いに配置されている。また、隣り合う複数の内側の隔壁部18に形成された複数の呼吸孔41は、同一直線上に位置しており、隣り合う複数の内側の隔壁部18に形成された複数の呼吸孔42は、複数の呼吸孔41の中心軸線に対し平行な同一の直線上に位置している。
These breathing holes 41 and 42 are mutually arranged on or near two virtual planes P1 and P2 (see FIG. 5; cylinder center arrangement plane) where the central axes of the
そして、これら呼吸孔41、42の主要部分が、内側の隔壁部18の上部18aを刃具である工具Tにより加工したそれぞれ円形の機械加工孔41a、42aとなっている。
And the main part of these breathing holes 41 and 42 is circular
バンク21A、21Bにおいては、クランクシャフト32のジャーナル部33の軸線方向における複数の気筒11の中心軸線位置が、互いにずれている。そして、同一のクランク室14に対応する一対の気筒11内のピストン31が、図1に示すように、コンロッド35A、35Bを介してクランクシャフト32の同一のクランクピン34に対し互いに隣接するように連結されている。
In the
内側の隔壁部18の上部18aは、呼吸孔41、42のそれぞれの中心軸線方向の一端側、例えば図1および図3中の呼吸孔41、42の右側で、各バンク21A、21Bの長手方向で隣り合う各一対の気筒11のうち一方の気筒11(例えば、図4中の第1気筒C1および第3気筒C3のうち第3気筒C3)のシリンダボア15の半径領域内に露出している。シリンダボア15の半径領域内とは、シリンダボア15の内周壁面15fより半径方向内側の領域である。
The
また、本実施形態では、同一のクランク室14を隔てて隣り合う一対の内側の隔壁部18の上部18aが、バンク21A、21Bの交差角度に対応する角度間隔を隔てつつ、その同一のクランク室14に対応する一対の気筒11(例えば、図4中の第3気筒C3および第4気筒C4)のシリンダボア15の半径領域内にそれぞれ露出している。
In the present embodiment, the
外側の隔壁部19の上部19aは、図4に示すように、バンク21Aまたは21Bの長手方向の端側に位置する気筒11のシリンダボア15の半径領域内に部分的に露出している。
As shown in FIG. 4, the
そして、同一のクランク室14に対応する一対のシリンダボア15内に露出する一対の内側の隔壁部18の上部18aには、図4ないし図7に示すように、呼吸孔41、42の一部をなす機械加工孔41a、42aに対して、呼吸孔41、42の一端側における機械加工孔41a、42aの周囲(図7(a)参照)のうちジャーナル部33側に位置する下側の段差壁面18cが形成されている。ジャーナル部33側とは、内側の隔壁部18および外側の隔壁部19においてジャーナル部33を保持する軸受面18b、19b側の意である。
As shown in FIGS. 4 to 7, a part of the breathing holes 41 and 42 is formed in the
また、バンク21Aまたは21Bの長手方向の端側でシリンダボア15内に露出する外側の隔壁部19の上部19aにも、呼吸孔41または42の機械加工孔41aまたは42aを加工する工具Tに対してジャーナル部33側に位置する下側の段差壁面19c(図4参照)が形成されている。
Further, the
ここで、下側の段差壁面18cは、対応する機械加工孔41aまたは42aの近傍に、例えば図4に示すように機械加工孔41aの近傍に、それよりジャーナル部33側に位置するように上開きの凹状をなす凹状部分18eを有し、凹状部分18eの両側では図5に示すように略平坦になっている。また、詳細を図示しないが、下側の段差壁面19cも、対応する機械加工孔41aまたは42aを加工する工具Tよりジャーナル部33側に位置するように上開きの凹状をなす凹状部分を有し、その凹状部分の両側では略平坦になっている。
Here, the lower stepped
これら下側の段差壁面18c、19cは、成形品10Mにおける内側の隔壁部18および外側の隔壁部19の近傍で、図2に示すように、ボアピン102の下端面部を部分的に突出させた略レモン形(円弧と弦で囲まれる断面形)の突出部102pの略平坦な下端面102bおよび半円柱型の凸状面102cに接する位置に形成されている。
These lower stepped
より具体的には、図3および図6に示すように、下側の段差壁面18cにおいては、シリンダボア15の半径領域内に露出する露出面の主要部分18c1が機械加工孔41a、42aの機械加工面より下側に位置する。また、主要部分18c1を取り囲む周囲部分18c2が、機械加工孔41a、42aの機械加工面と略同一高さに位置している。
More specifically, as shown in FIGS. 3 and 6, in the lower stepped
したがって、下側の段差壁面18cの主要部分18c1は、機械加工孔41a、42aの機械加工時に工具Tに接触することがなく、鋳肌面のままである。
Therefore, the main portion 18c1 of the lower stepped
また、周囲部分18c2のうち機械加工孔41a、42aの機械加工時における工具Tの移動領域に近接する略半円形部分18rは、工具Tの移動領域内に突出し得る略半円形のバリ状の薄肉部分B(クランクコア101の側壁面101eとボアピン102の突出部102pの平坦な側壁面102eの間の隙間に溶湯が入り込んだ部分)が工具Tの先端で押されて脱落することによって形成されている。
In addition, a substantially
一方、呼吸孔41、42のそれぞれの中心軸線方向における他端側、例えば図1および図3中の呼吸孔41、42の左側では、気筒形成部12によって、呼吸孔41、42の他端側における機械加工孔41a、42aの周囲(図5、図7(b)参照)のうちジャーナル部33から離れる側に位置する上側の段差壁面22dが形成されている。
On the other hand, on the other end side in the central axis direction of each of the breathing holes 41, 42, for example, on the left side of the breathing holes 41, 42 in FIG. 1 and FIG. The upper
これら下側の段差壁面18c、19cおよび上側の段差壁面22dは、それぞれ機械加工孔41a、42aの近傍で機械加工孔41a、42aの中心軸線回りに円曲するよう、シリンダブロック10の機械加工前のダイキャスト成形時に、その成形品10Mの表面の一部として金型により成形された鋳肌面となっている。
The lower step wall surfaces 18c and 19c and the upper
さらに、呼吸孔41、42の他端側において、各バンク21A、21Bの長手方向で隣り合う各一対の気筒11のうち他方の気筒11(例えば、図4中の第1気筒C1および第3気筒C3のうち第1気筒C1)における筒壁部22の下方には、呼吸孔形成部20の機械加工孔41a、42aの周囲のうち上側および両側方に及ぶ連結壁部45が形成されている。
Furthermore, on the other end side of the breathing holes 41 and 42, the other cylinder 11 (for example, the first cylinder C1 and the third cylinder in FIG. 4) of each pair of
この連結壁部45は、筒壁部22の内壁部分22a(内壁部)の下端から各呼吸孔41、42の周囲のうちジャーナル部33から離れる上側の領域Z1、Z2(図5、図7参照)を経て内側の隔壁部18側に延びるように略馬蹄形状に形成されている。
The connecting
また、連結壁部45は、各呼吸孔41、42の両側方(図7(a)、図7(b)中の左右方向)となる径方向両側で内側の隔壁部18に一体に結合されている。
Further, the connecting
より具体的には、図1、図3および図6に示すように、連結壁部45は、下側の段差壁面18cから離隔した片面側の壁面45fを、シリンダボア15の内周壁面15f近傍から内側の隔壁部18の壁面に向かって傾斜させつつ湾曲させており、隣り合うシリンダボア15の間の筒壁部22と内側の隔壁部18との連結部分を補強する形状をなしている。また、連結壁部45は、呼吸孔41、42の径方向両側に、気筒11の軸線と略直交する方向側および気筒11の軸線方向の下方側に広がる領線45aを有しており、その領線45a付近で肉厚になっている。そして、この領線45aは、呼吸孔41、42の径方向一方側(図7(b)中の右側)では、気筒11の軸線と略直交する方向より気筒11の軸線方向の下方側(同図中の下側)に大きく広がり、呼吸孔41、42の径方向他方側(図7(b)中の左側)では、領線45aが気筒11の軸線方向の下方側より気筒11の軸線と略直交する方向(同図中の左側)に大きく広がっている。
More specifically, as shown in FIGS. 1, 3, and 6, the connecting
さらに、図2に示すように、連結壁部45は、各クランク室14に対応するクランクコア101の上端面101u側における外周部分の一部を連結壁部45の形状に対応して凹ませるとともに、上側の段差壁面22dを形成するように突出させたクランクコア101の上端側の外突部101aに接する位置に形成されている。
Further, as shown in FIG. 2, the connecting
これにより、成形品10Mの段階でクランク室形成部13の上部側に位置する呼吸孔形成部20には、隣り合う一対のクランク室14のうち一方側では下向き凹状をなす連結壁部45に隣接し、隣り合う一対のクランク室14のうち他方側では上向きの凹状部分18eを有する隔壁部18の上部18aに隣接する、略円板状の薄肉部18pが形成される。そして、シリンダブロック10においては、薄肉部18pに機械加工孔41a、42aが貫通形成されている。
As a result, the breathing
また、切削加工前の成形品10Mの内側の隔壁部18の上部18aにおける略円板状の薄肉部18pは、クランクコア101の上端面101u側の外突部101aの略平坦な外側面101bと、ボアピン102の略レモン形の突出部102p付近の外周面102dとによって略平坦に成形されるようになっている。
In addition, the substantially disk-shaped
シリンダブロック10における呼吸孔形成部20は、機械加工孔41a、42aの穿孔後に周囲に残った薄肉部18pの残部もしくは薄肉部18pを支持していた環状の支持部に相当する環状薄肉部20aを有しており、この環状薄肉部20aは、内側の隔壁部18の厚さよりも厚さが薄くなっている。また、この環状薄肉部20aの厚さは、シリンダボア15を形成する筒壁部22の厚さ以下となっている。
The breathing
一方または他方の外側の隔壁部19は、呼吸孔41、42のうちいずれか一方の中心軸線上に、ダイキャスト成形時に薄肉部18pに類似する薄肉部(図示せず)が形成され、機械加工孔41aまたは42aを貫通形成する際に孔加工された後、プラグ等によって閉塞された閉塞部を有していてもよい。あるいは、一方または他方の外側の隔壁部19は、呼吸孔41、42の中心軸線上に、それぞれプラグ等によって閉塞された一対の閉塞部を有していてもよい。
One or the other outer
複数の内側の隔壁部18は、それぞれ成形品10Mの一部として形成された後、クランクキャップ48を複数のボルトで締結されるとともに、クランクシャフト32の中央側のジャーナル部33を保持する軸受面18bを機械加工されている。同様に、一対の外側の隔壁部19は、それぞれ成形品10Mの一部として形成された後、クランクキャップ48と類似する図示しないクランクキャップをボルト締結されるとともに、クランクシャフト32の両端側のジャーナル部33を保持する軸受面等を機械加工されている。
The plurality of
次に、本実施形態のシリンダブロック10の製造方法について説明する。
Next, the manufacturing method of the
まず、クランク室形成部13の形状に対応するクランクコア101を有する一方の成形型、例えば固定型と、気筒形成部12の形状に対応する複数のボアピン102を有する他方の成形型、例えば可動型とを用いて、気筒11の筒壁部22と隔壁部18、19を一体に有する半製品の成形品10Mをダイキャスト成形する。
First, one molding die having a crank
そして、この成形品10Mを鋳造成形する際に、厚肉部である内側の隔壁部18を形成するとともに、薄肉部18pを有する機械加工前の呼吸孔形成部20を形成しておく。
機械加工前の呼吸孔形成部20としては、呼吸孔41、42の加工部位に対応する薄肉部18pと、薄肉部18pに対して呼吸孔41、42の一端側における薄肉部18pの周囲のうちジャーナル部33側に位置する下側の段差壁面18cと、薄肉部18pに対して呼吸孔41、42の他端側における薄肉部18pの周囲のうちジャーナル部33から離れる側に位置する上側の段差壁面22dとを形成しておく。
When the molded product 10M is cast and formed, the
As the breathing
次いで、その成形品10Mに対して要求寸法精度の高い部分を機械加工するとともに、呼吸孔41、42の主要部分(一部)である機械加工孔41a、42aを刃具である工具Tを用いて貫通形成する。すなわち、薄肉部18pを機械加工して呼吸孔41、42の一部をなす機械加工孔41a、42aを貫通形成する。これにより、機械加工孔41a、42aの穿孔後にそれらの周囲に残った薄肉部18pの残部に相当する、もしくは、薄肉部18pを周囲から支持していた環状の支持部に相当する環状薄肉部20aを有する呼吸孔形成部20ができ上がる。
Next, the machined part of the molded product 10M is machined with high required dimensional accuracy, and the
次に、本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
上述のように、本実施形態のシリンダブロック10においては、隔壁部18の上部18aが、呼吸孔41、42の一端側で前後方向に隣り合う一対のうち一方の気筒11、例えば図6に示すように、第1気筒C1および第3気筒C3のうち第3気筒C3の半径領域内に露出している。そして、その隔壁部18の上部18aにより、呼吸孔41、42の一部をなす機械加工孔41a、42aに対して、呼吸孔41、42の一端側における機械加工孔41a、42aの周囲のうちジャーナル部33側に位置する下側の段差壁面18cが形成されている。
As described above, in the
したがって、シリンダブロック10の半製品である成形品10Mの鋳造成形時に下側の段差壁面18cを鋳肌面として形成でき、壁厚の大きい隔壁部18の上部18aに機械加工孔41a、42aを貫通形成するための機械加工距離が、下側の段差壁面18c分だけ短縮されることになる。すなわち、呼吸孔形成部20の厚さが内側の隔壁部18の厚さよりも薄くなっている分だけ、呼吸孔41、42における機械加工孔41a、42aの切削加工時間を十分に短縮することができる。
Therefore, the lower stepped
しかも、呼吸孔41、42を鋳抜くことがなく、通常のダイキャスト成形機を用いて呼吸孔加工部位を薄肉化した半製品の成形品10Mを容易に成形でき、かつ、その成形品10Mに対する呼吸孔41、42の加工時間を大幅に短縮できるので、シリンダブロック10の製造コストを低減させることができる。
Moreover, the semi-finished molded product 10M in which the breathing hole machining part is thinned can be easily molded using an ordinary die-cast molding machine without casting the breathing holes 41 and 42, and the molded product 10M Since the processing time of the breathing holes 41 and 42 can be greatly shortened, the manufacturing cost of the
また、本実施形態では、気筒形成部12によって、呼吸孔41、42の他端側における機械加工孔41a、42aの周囲のうちジャーナル部33から離れる側に、上側の段差壁面が形成されている。したがって、機械加工孔41a、42aの全長がその両端側で下側の段差壁面18cおよび上側の段差壁面の長さ分だけ短縮されることになり、機械加工孔41a、42aの切削加工距離および機械加工時間を大幅に短縮できることになる。
In the present embodiment, the
しかも、半製品の成形品10Mを成形する段階で、機械加工孔41a、42aの切削加工部位となる薄肉部18pが略円板状に平坦化できるので、切削加工時における工具Tの食い付き性が格段に向上することとなり、その点からも機械加工時間を短縮できる。
Moreover, since the thin-
さらに、気筒形成部12における呼吸孔41、42の他端側には、前後方向に隣り合う一対の気筒11のうち他方の気筒11、例えば図6に示す第1気筒C1および第3気筒C3のうち第1気筒C1における筒壁部22の内壁部分22aの下端から呼吸孔41または42の周囲のうちジャーナル部33から離れる上側の領域Z1またはZ2(図7(b)参照)を経て隔壁部18側に延びる連結壁部45が形成されている。
Furthermore, on the other end side of the breathing holes 41 and 42 in the
したがって、呼吸孔41、42の近傍の壁の肉厚が大きくなり、呼吸孔41、42近傍における応力集中が抑制される。 Therefore, the wall thickness in the vicinity of the breathing holes 41 and 42 is increased, and the stress concentration in the vicinity of the breathing holes 41 and 42 is suppressed.
加えて、本実施形態では、連結壁部45が、気筒11の中心軸線と直交する方向の呼吸孔41、42の径方向両側で、隔壁部18に一体に結合されているので、呼吸孔41、42近傍の壁の肉厚が呼吸孔41、42の周囲のうち上側の領域Z1、Z2において広範囲に大きくなり、呼吸孔41、42の近傍における応力集中が有効に抑制されることになる。
In addition, in the present embodiment, the connecting
また、下側の段差壁面18cおよび上側の段差壁面22dが、機械加工孔41a、42aの近傍で機械加工孔41a、42aの中心軸線回りに円曲するよう成形された鋳肌面となっているので、呼吸孔41、42の近傍の壁の肉厚が十分に確保されるとともに、そのための壁面の起伏が緩やかに湾曲した鋳肌面で形成され、呼吸孔41、42の近傍における応力集中がより有効に抑制される。
Further, the lower
さらに、下側の段差壁面18cは、機械加工孔41a、42aの近傍に、機械加工孔41a、42aよりジャーナル部33側に位置するように上開きの凹状をなす凹状部分18eを有しているので、隔壁部18の上部18aが一方の気筒11の筒壁部22に確実に結合されるとともに、呼吸孔41、42の近傍の壁の肉厚が十分に確保される。
Further, the lower
また、シリンダブロック10はV型エンジン用であるが、通常の鋳造成形機を用いてその半製品である成形品10Mの全体形状を容易に成形でき、その成形品10Mに対し呼吸孔41、42を貫通形成する機械加工時間を大幅に短縮することができ、しかも、呼吸孔41、42を容易に円形にできる。
Although the
このように、本実施形態においては、呼吸孔41、42を鋳抜くことなく通常の鋳造成形機を用いてシリンダブロック10の半製品である成形品10Mを容易に成形でき、かつ、その成形品10Mに対し呼吸孔41、42を貫通形成する機械加工時間を大幅に短縮できる。その結果、低製造コストのシリンダブロック10を提供することができる。
Thus, in the present embodiment, the molded product 10M, which is a semi-finished product of the
しかも、本実施形態のシリンダブロック10の製造方法においては、半製品である成形品10のダイキャスト成形時に、呼吸孔41、42の加工部位に下側の段差壁面18cおよび上側の段差壁面22dとそれらの間に位置する薄肉部18pとを形成する。したがって、壁厚の大きい隔壁部18の上部における切削加工距離を下側の段差壁面18cおよび上側の段差壁面22d分だけ短縮することで、機械加工孔の切削加工距離を十分に短縮することができる。しかも、呼吸孔41、42を鋳抜くことなく通常の鋳造成形機を用いて成形品10Mを容易に成形でき、その成形品10Mに対する機械加工孔41a、42aの機械加工時間を大幅に短縮できることから、低製造コストのシリンダブロック10を製造することができる。
Moreover, in the manufacturing method of the
(他の実施形態)
図8は、本発明の他の実施形態に係る内燃機関のシリンダブロックの加工時の要部概略断面を示している。なお、本実施形態のシリンダブロック10は、上述の一実施形態のシリンダブロック10と略同一であるが、成形品10Mの段階での半製品形状が相違するものである。したがって、上述の一実施形態と同一の構成については、図1ないし図7に示した一実施形態の対応する構成要素と同一の符号を用いて説明し、特に一実施形態と相違する点について以下に説明する。
(Other embodiments)
FIG. 8 shows a schematic cross-sectional view of a main part during machining of a cylinder block of an internal combustion engine according to another embodiment of the present invention. The
図8に示すように、本実施形態のシリンダブロック10の製造に際しては、一実施形態の場合と同様に、クランク室形成部13の形状に対応するクランクコア101を有する一方の成形型、例えば固定型と、気筒形成部12の形状に対応する複数のボアピン102を有する他方の成形型、例えば可動型とを用いて、半製品である成形品10Mをダイキャスト成形する。
As shown in FIG. 8, when manufacturing the
しかし、本実施形態においては、クランクコア101および複数のボアピン102の形状が上述の一実施形態とは相違する。
However, in the present embodiment, the shapes of the
具体的には、下側の段差壁面18c、19cは、成形品10Mにおける内側の隔壁部18および外側の隔壁部19の近傍で、ボアピン102の下端面部を部分的に突出させた略半円柱形の突出部112pの略平坦な下端面112bおよび半円柱型の凸状面112cに接する位置に形成されている。
Specifically, the lower step wall surfaces 18c and 19c are substantially semi-cylindrical shapes in which the lower end surface portion of the
また、このボアピン102の略半円柱形の突出部112pに対応して、クランクコア101側も側壁面101eより上方でボア中心側に位置する上方側の側壁面111fと、この側壁面111fを隔壁部18に接する側壁面111eに接続する段付壁面111gを有している。
Corresponding to the substantially semi-cylindrical protruding
この場合、下側の段差壁面18cにおける周囲部分18c2は不要にできる。また、工具Tの移動領域内に略半円形のバリ状の薄肉部分Bが突出することはなく、クランクコア101の段付壁面111gとボアピン102の突出部112pの略平坦な下端面112bおよび半円柱型の凸状面112cの間の隙間に溶湯が入り込んだ薄肉部がダイキャスト成形後に残り得るが、気筒11の中心軸線に対し直交する薄い膜状となるので、クランク室側あるいはシリンダボア15側から容易に除去およびバリ取りできる。
In this case, the peripheral portion 18c2 on the lower
切削加工前の機械加工孔41a、42aの部分に対応する成形品10Mの内側の隔壁部18の上部18aにおける略円板状の薄肉部18pは、クランクコア101の上端面101u側の外突部101aの略平坦な外側面101bと、ボアピン102の略円柱形の突出部112p付近の外周面112dとによって略平坦に成形されるようになっている。
A substantially disk-shaped
本実施形態においても、呼吸孔41、42を鋳抜くことなく通常の鋳造成形機を用いてシリンダブロック10の半製品である成形品10Mを容易に成形でき、かつ、その成形品10Mに対し呼吸孔41、42を貫通形成する機械加工時間を大幅に短縮できる。その結果、低製造コストのシリンダブロック10を提供することができる。
Also in the present embodiment, the molded product 10M, which is a semi-finished product of the
なお、上述の各実施形態においては、内燃機関をV型6気筒のエンジンとしたが、本発明は、気筒数が異なる他のV型エンジンにも勿論適用可能であり、V型以外の多気筒内燃機関にも適用できる。 In each of the above-described embodiments, the internal combustion engine is a V-type 6-cylinder engine. However, the present invention can also be applied to other V-type engines having different numbers of cylinders, and a multi-cylinder other than the V-type. It can also be applied to an internal combustion engine.
また、上述の各実施形態においては、ダイキャスト成形に際しての抜き勾配については特に言及していないが、鋳肌面を形成部分に適当な抜き勾配を設定できることはいうまでもない。 Further, in each of the above-described embodiments, the draft at the time of die casting is not particularly mentioned, but it is needless to say that an appropriate draft can be set at the formation surface of the casting surface.
さらに、下側の段差壁面18c、19cおよび上側の段差壁面22dは、それぞれ機械加工孔41a、42aの近傍でその中心軸線回りに円曲する鋳肌面としたが、必ずしも円曲させる必要はなく、角部を丸めた略矩形断面あるいは多角形断面となるような上開きまたは下開きの凹部を形成するものであってもよい。
Further, the lower step wall surfaces 18c and 19c and the upper
以上説明したように、本発明は、呼吸孔を鋳抜くことなく通常の鋳造成形機を用いて半製品を容易に成形でき、かつ、その成形品に対し呼吸孔を貫通形成するための機械加工時間を大幅に短縮できるので、低製造コストのシリンダブロックおよびその製造方法を提供することができる。このような本発明は、複数のクランク室を区画する隔壁部の上部にその両側のクランク室を互いに連通させる呼吸孔が形成されるシリンダブロックおよびその製造方法全般に有用である。 As described above, the present invention can easily mold a semi-finished product using a normal casting machine without casting a breathing hole, and machine processing for forming a breathing hole through the molded product. Since the time can be greatly shortened, it is possible to provide a cylinder block with a low manufacturing cost and a manufacturing method thereof. The present invention as described above is useful for a cylinder block in which a breathing hole for communicating the crank chambers on both sides thereof is formed in the upper part of a partition wall section defining a plurality of crank chambers, and a manufacturing method thereof in general.
10…シリンダブロック、10M…成形品(半製品)、11…気筒、12…気筒形成部、12w…油路、13…クランク室形成部、14…クランク室、15…シリンダボア、15f…内周壁面(半径領域)、16…天井壁部、17…スカート部、18…内側の隔壁部、18a…上部、18b、19b…軸受面、18c…下側の段差壁面、18c1…主要部分、18c2…周囲部分、18e…凹状部分(下側の段差壁面の一部)、18p…薄肉部(呼吸孔の加工部位、機械加工孔の切削加工部位)、18r…略半円形部分、19…外側の隔壁部、19a…上部、19c…下側の段差壁面、20…呼吸孔形成部、21A,21B…バンク、22…筒壁部、22a…内壁部分(内壁部)、22d…上側の段差壁面、23…ウォータージャケット部、24…外壁部、31…ピストン、32…クランクシャフト、33…ジャーナル部、34…クランクピン、35A,35B…コンロッド、36A,36B…クランクアーム、41,42…呼吸孔、41a,42a…機械加工孔、45…連結壁部、45a…領線、45f…壁面、48…クランクキャップ、101…クランクコア、101a…外突部、101b…外側面、101e…側壁面、101u…上端面、102…ボアピン、102b…下端面、102c…凸状面、102d…外周面、102e…側壁面、102p…突出部、111e…側壁面、111f…側壁面、111g…段付壁面、112b…下端面、112c…凸状面、112d…外周面、112p…突出部、C1…第1気筒、P1,P2…仮想平面(シリンダ中心配置面)、Z1,Z2…上側の領域
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記複数の気筒に対応する複数のクランク室を形成するよう前記気筒形成部と一体に形成されたクランク室形成部と、を備え、
前記クランク室形成部が、前記複数の気筒のうち隣り合う一対の気筒に対応する一対のクランク室を区画する隔壁部と、隣り合う前記クランク室を互いに連通させる呼吸孔が機械加工により形成される呼吸孔形成部と、を有し、
前記呼吸孔形成部の厚さが前記隔壁部の厚さよりも薄く形成されていることを特徴とするシリンダブロック。 A cylinder forming part for forming a plurality of cylinders;
A crank chamber forming portion formed integrally with the cylinder forming portion so as to form a plurality of crank chambers corresponding to the plurality of cylinders,
The crank chamber forming portion is formed by machining to form a partition wall defining a pair of crank chambers corresponding to a pair of adjacent cylinders of the plurality of cylinders, and a breathing hole communicating the adjacent crank chambers with each other. A breathing hole forming part,
A cylinder block, wherein the breathing hole forming portion is formed thinner than the partition wall.
前記クランク室形成部の前記呼吸孔形成部と前記隔壁部とを一体に有する半製品を鋳造成形する際に、
前記呼吸孔形成部に対応する薄肉部と、
前記隔壁部に対応する厚肉部とを形成しておき、
前記薄肉部を機械加工して前記呼吸孔の一部をなす機械加工孔を貫通形成することを特徴とするシリンダブロックの製造方法。 A cylinder forming part that forms a plurality of cylinders, and a crank chamber forming part that forms a plurality of crank chambers corresponding to the plurality of cylinders, wherein the crank chamber forming part is a pair of adjacent cylinders A method of manufacturing a cylinder block having a partition wall section defining a pair of crank chambers corresponding to a cylinder, and a breathing hole forming section in which a breathing hole for communicating adjacent crank chambers is formed.
When casting a semi-finished product integrally having the breathing hole forming part and the partition part of the crank chamber forming part,
A thin portion corresponding to the breathing hole forming portion;
Forming a thick part corresponding to the partition part,
A method of manufacturing a cylinder block, wherein the thinned portion is machined to form a machined hole that forms a part of the breathing hole.
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