JP2019206012A - Method for producing bed plate - Google Patents

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Abstract

To provide a method for producing a bed plate capable of weight saving.SOLUTION: A method for producing a bed plate comprises a process where, into both sides of a metallic crank cap arranged at a mold, a molten metal of a material different from that of the crank cap is injected to form side parts on both the sides of the crank cap. The mold includes: a first injection port located at one side of the crank cap and a first exhaust port; a second injection port located at the other side opposite to the first injection port with the crank cap held and a second exhaust port; and a cavity. The molten metal is injected from the first injection port and the second injection port and flows through the cavity, the crank cap has a hollow at the central part, and the hollow is not exposed to the cavity.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ベッドプレートの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a bed plate.

クランクシャフトをシリンダブロックとの間で支持する内燃機関のベッドプレートが知られている。ベッドプレートは、クランクシャフトを支持するクランクキャップと、クランクキャップを両側から支持する側壁とを含む。例えば、鉄製のクランクキャップをアルミニウム合金の溶湯で鋳込むことで、クランクキャップの両側に側壁を形成する（例えば特許文献１）。   A bed plate for an internal combustion engine that supports a crankshaft with a cylinder block is known. The bed plate includes a crank cap that supports the crankshaft and side walls that support the crank cap from both sides. For example, a side wall is formed on both sides of the crank cap by casting an iron crank cap with a molten aluminum alloy (for example, Patent Document 1).

特開平７−１０３０７１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-103071

上記のように鉄製のクランクキャップを用いることでベッドプレートの剛性を高め、かつ鋳造により側壁を形成することができる。しかし、鋳造により不要な部分にもアルミニウム合金が残存することがある。これによりベッドプレートの質量が増加してしまう。そこで本発明は、軽量化が可能なベッドプレートの製造方法を提供することを目的とする。   By using an iron crank cap as described above, the rigidity of the bed plate can be increased, and the side wall can be formed by casting. However, the aluminum alloy may remain in unnecessary portions by casting. This increases the mass of the bed plate. Then, an object of this invention is to provide the manufacturing method of the bed plate which can be reduced in weight.

上記目的は、金型に配置した金属製のクランクキャップの両側に、前記クランクキャップとは異なる材料の溶湯を投入することで、前記クランクキャップの両側に側部を形成する工程を有し、前記金型は、前記クランクキャップの片側に位置する第１投入口および第１排出口、前記クランクキャップを挟んで前記第１投入口とは反対側に位置する第２投入口および第２排出口、ならびに空洞を有し、前記溶湯は前記第１投入口および前記第２投入口から投入され、前記空洞を流れ、前記クランクキャップは中央部に窪みを有し、前記窪みは前記空洞に露出しないベッドプレートの製造方法によって達成できる。   The above object has a step of forming side portions on both sides of the crank cap by introducing molten metal of a material different from that of the crank cap on both sides of the metal crank cap arranged in the mold, The mold includes a first inlet and a first outlet located on one side of the crank cap, a second inlet and a second outlet located on the opposite side of the first inlet from the crank cap, And the molten metal is charged from the first charging port and the second charging port, flows through the cavity, the crank cap has a recess in the center, and the recess is not exposed to the cavity. This can be achieved by the plate manufacturing method.

本発明によれば、軽量化が可能なベッドプレートの製造方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the bed plate which can be reduced in weight can be provided.

図１（ａ）は実施形態に係るベッドプレートを例示する平面図である。図１（ｂ）はクランクキャップ付近を拡大した斜視図である。FIG. 1A is a plan view illustrating a bed plate according to the embodiment. FIG. 1B is an enlarged perspective view of the vicinity of the crank cap. 図２はベッドプレートの製造に用いる金型を例示する平面図である。FIG. 2 is a plan view illustrating a mold used for manufacturing the bed plate.

図１（ａ）は実施形態に係るベッドプレート１００を例示する平面図である。Ｙ軸方向は不図示のクランクシャフトの延伸方向であり、Ｘ軸方向はＹ軸方向に直交する。Ｚ軸方向は上下方向であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する。ベッドプレート１００の上面（＋Ｚ側の面）にはシリンダブロックが取り付けられ、下面（−Ｚ側の面）にはオイルパンが取り付けられる。   FIG. 1A is a plan view illustrating a bed plate 100 according to the embodiment. The Y-axis direction is a crankshaft extension direction (not shown), and the X-axis direction is orthogonal to the Y-axis direction. The Z-axis direction is the vertical direction and is orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction. A cylinder block is attached to the upper surface (+ Z side surface) of the bed plate 100, and an oil pan is attached to the lower surface (−Z side surface).

図１（ａ）に示すように、ベッドプレート１００は、クランクキャップ１０および側部１２を含む。４つのクランクキャップ１０はクランクシャフトの延伸方向に並び、クランクシャフトを回転可能に支持する。側部１２は＋Ｘ側および−Ｘ側からクランクキャップ１０を挟み、クランクキャップ１０の−Ｘ側の側面および＋Ｘ側の側面に接合している。また、クランクキャップ１０のスラスト側の面（＋Ｙ側の面１１および−Ｙ側の面１３）、上面および下面は側部１２に覆われず、露出する。   As shown in FIG. 1A, the bed plate 100 includes a crank cap 10 and side portions 12. The four crank caps 10 are aligned in the direction in which the crankshaft extends, and rotatably support the crankshaft. The side portion 12 sandwiches the crank cap 10 from the + X side and the −X side, and is joined to the −X side surface and the + X side surface of the crank cap 10. Further, the thrust side surface (the + Y side surface 11 and the −Y side surface 13), the upper surface and the lower surface of the crank cap 10 are not covered by the side portions 12 but are exposed.

クランクシャフトを支持するクランクキャップ１０は、例えば鉄（Ｆｅ）など側部１２よりも高い剛性の材料で形成されている。ベッドプレート１００の軽量化のため、側部１２は、クランクキャップ１０とは異なる材料、特にクランクキャップ１０より軽い金属で形成され、例えばアルミニウム（Ａｌ）合金などで形成される。   The crank cap 10 that supports the crankshaft is formed of a material having higher rigidity than the side portion 12 such as iron (Fe). In order to reduce the weight of the bed plate 100, the side portion 12 is made of a material different from the crank cap 10, particularly a metal lighter than the crank cap 10, for example, an aluminum (Al) alloy.

図１（ｂ）はクランクキャップ１０付近を拡大した斜視図である。図１（ｂ）に示すように、クランクキャップ１０の中央部の上面には半円形の窪みである支持部１６が設けられている。支持部１６には不図示のクランクシャフトが配置される。クランクキャップ１０の中央部の下面には支持部１６に対向する窪み１８が設けられている。窪み１８は例えばＭ字形状の空洞であり、側部１２には接触しない。窪み１８があることにより、クランクシャフトから受ける荷重が分散され、クランクキャップ１０の耐荷重性が向上する。また、強度を高めるために、窪み１８の内側には、クランクキャップ１０よりも薄いリブ（不図示）が設けられてもよい。   FIG. 1B is an enlarged perspective view of the vicinity of the crank cap 10. As shown in FIG. 1B, a support portion 16 that is a semicircular recess is provided on the upper surface of the center portion of the crank cap 10. A crankshaft (not shown) is disposed on the support portion 16. A recess 18 facing the support portion 16 is provided on the lower surface of the center portion of the crank cap 10. The recess 18 is, for example, an M-shaped cavity and does not contact the side portion 12. Due to the presence of the recess 18, the load received from the crankshaft is dispersed, and the load resistance of the crank cap 10 is improved. In order to increase the strength, a rib (not shown) thinner than the crank cap 10 may be provided inside the recess 18.

後述のように、側部１２はダイカスト鋳造法で製造される。鋳造において、窪み１８にＡｌ合金の溶湯が流れ込むと、窪み１８を埋めるようにＡｌ合金の残留物が形成され、ベッドプレート１００の質量が増加してしまう。本実施形態ではこうした不要なＡｌ合金の形成を抑制し、図１（ｂ）のように窪み１８を露出させる。   As will be described later, the side portion 12 is manufactured by a die casting method. In casting, when an Al alloy melt flows into the recess 18, an Al alloy residue is formed so as to fill the recess 18, and the mass of the bed plate 100 increases. In the present embodiment, formation of such unnecessary Al alloy is suppressed, and the recess 18 is exposed as shown in FIG.

図２はベッドプレート１００の製造に用いる金型２０を例示する平面図である。金型２０は２つの投入口２２ａおよび２２ｂ、２つの排出口２４ａおよび２４ｂ、ならびに空洞２６を有する。投入口２２ａおよび２２ｂは例えば金型２０の上面に設けられ、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。排出口２４ａおよび２４ｂは例えば下面に設けられ、Ｘ軸方向に沿って並ぶ。投入口２２ａと排出口２４ａとはＹ軸方向に沿って並び、金型２０内の空洞２６を通じて連通する。投入口２２ｂと排出口２４ｂとはＹ軸方向に沿って並び、金型２０内の空洞２６を通じて連通する。空洞２６はベッドプレート１００に対応した形状を有し、溶湯３４の流路として機能する。   FIG. 2 is a plan view illustrating a mold 20 used for manufacturing the bed plate 100. The mold 20 has two input ports 22a and 22b, two discharge ports 24a and 24b, and a cavity 26. The inlets 22a and 22b are provided on the upper surface of the mold 20, for example, and are arranged along the X-axis direction. The discharge ports 24a and 24b are provided on the lower surface, for example, and are arranged along the X-axis direction. The inlet 22a and the outlet 24a are arranged along the Y-axis direction and communicate with each other through the cavity 26 in the mold 20. The inlet 22b and the outlet 24b are arranged along the Y-axis direction and communicate with each other through the cavity 26 in the mold 20. The cavity 26 has a shape corresponding to the bed plate 100 and functions as a flow path for the molten metal 34.

金型２０の外には、溶湯３４を供給するためのシリンダ３０が配置されている。シリンダ３０は、内部に配置されたピストン３２により区切られ、一方の側に溶湯３４が封入されている。シリンダ３０の一端は経路３６を介して、金型２０の投入口２２ａおよび２２ｂに接続されている。排出口２４ａおよび２４ｂには真空ポンプ３８が接続されている。   A cylinder 30 for supplying the molten metal 34 is disposed outside the mold 20. The cylinder 30 is partitioned by a piston 32 disposed inside, and a molten metal 34 is sealed on one side. One end of the cylinder 30 is connected to the inlets 22 a and 22 b of the mold 20 through a path 36. A vacuum pump 38 is connected to the discharge ports 24a and 24b.

ベッドプレート１００の製造方法について説明する。まず、金型２０に４つのクランクキャップ１０を配置する。クランクキャップ１０はＹ軸方向に沿って並ぶ。クランクキャップ１０の＋Ｘ側の側面および−Ｘ側の側面は空洞２６に露出する。＋Ｙ側の面１１および−Ｙ側の面１３の中央部は金型２０に密着し、空洞２６に露出しない。投入口２２ａおよび排出口２４ａはクランクキャップ１０の＋Ｘ側に位置し、投入口２２ｂおよび排出口２４ｂは−Ｘ側に位置する。   A method for manufacturing the bed plate 100 will be described. First, four crank caps 10 are arranged on the mold 20. The crank caps 10 are arranged along the Y-axis direction. The side surface on the + X side and the side surface on the −X side of the crank cap 10 are exposed in the cavity 26. Central portions of the + Y side surface 11 and the −Y side surface 13 are in close contact with the mold 20 and are not exposed to the cavity 26. The inlet 22a and the outlet 24a are located on the + X side of the crank cap 10, and the inlet 22b and the outlet 24b are located on the −X side.

ピストン３２を押圧することで、溶湯３４を、経路３６、投入口２２ａおよび２２ｂを介して、クランクキャップ１０の両側に投入する。溶湯３４は、図２の破線の矢印で示すように、Ｙ軸方向に沿って投入口２２ａから排出口２４ａに向けて流れ、投入口２２ｂから排出口２４ｂに向けて流れ、空洞２６に充填される。排出口２４ａおよび２４ｂからは空気およびオーバーフローする溶湯３４が排出される。溶湯３４が冷却され、凝固することで側部１２が形成される。   By pressing the piston 32, the molten metal 34 is thrown into both sides of the crank cap 10 through the path 36 and the charging ports 22a and 22b. The molten metal 34 flows from the inlet 22a toward the outlet 24a along the Y-axis direction, flows from the inlet 22b toward the outlet 24b along the Y-axis direction, and is filled in the cavity 26, as shown by the dashed arrows in FIG. The Air and the overflowing molten metal 34 are discharged from the discharge ports 24a and 24b. The molten metal 34 is cooled and solidified to form the side portion 12.

クランクキャップ１０の表面のうち例えば面１１および１３、上面および下面は金型２０に密着しているため、溶湯３４の流入が抑制される。つまり、溶湯３４はクランクキャップ１０を横断しない。したがって図１（ｂ）に示したクランクキャップ１０の窪み１８への溶湯３４の回り込みが抑制され、窪み１８におけるＡｌ合金の形成が抑制される。   Of the surface of the crank cap 10, for example, the surfaces 11 and 13, the upper surface, and the lower surface are in close contact with the mold 20. That is, the molten metal 34 does not cross the crank cap 10. Accordingly, the sneak path of the molten metal 34 into the recess 18 of the crank cap 10 shown in FIG. 1B is suppressed, and the formation of the Al alloy in the recess 18 is suppressed.

本実施形態によれば、金型２０の投入口２２ａおよび２２ｂから、Ｆｅ製のクランクキャップ１０の両側にＡｌ合金の溶湯３４を投入することで、側部１２を形成する。これによりベッドプレート１００の剛性を確保することができる。クランクキャップ１０の面１１および１３、ならびに窪み１８は空洞２６に露出しておらず、溶湯３４はこれらには流入しない。このため、クランクキャップ１０の窪み１８のように不要な部分におけるＡｌ合金の形成が抑制される。したがってベッドプレート１００の軽量化が可能である。   According to the present embodiment, the side portion 12 is formed by introducing the molten alloy 34 of Al alloy into both sides of the Fe crank cap 10 from the inlets 22 a and 22 b of the mold 20. Thereby, the rigidity of the bed plate 100 can be ensured. The surfaces 11 and 13 of the crank cap 10 and the recess 18 are not exposed to the cavity 26, and the molten metal 34 does not flow into them. For this reason, formation of Al alloy in an unnecessary part like the hollow 18 of the crank cap 10 is suppressed. Therefore, the weight of the bed plate 100 can be reduced.

窪み１８への溶湯３４の流入を抑制するために、面１１および１３の全体が溶湯３４に接触しなくてもよいし、例えば中央部など少なくとも一部が溶湯３４に接触しなくてもよい。溶湯３４の流れは金型２０の空洞２６の形状で調整することができる。クランクキャップ１０において窪み１８以外にＡｌ合金の形成が不要な部分があれば、当該部分への溶湯３４への流入を抑制すればよい。   In order to suppress the inflow of the molten metal 34 into the recess 18, the entire surfaces 11 and 13 may not contact the molten metal 34, and at least a part such as the center may not contact the molten metal 34. The flow of the molten metal 34 can be adjusted by the shape of the cavity 26 of the mold 20. If there is a portion that does not require the formation of an Al alloy other than the depression 18 in the crank cap 10, the flow into the molten metal 34 may be suppressed.

溶湯３４が面１１および１３に流れると、面１１および１３がＡｌ合金で覆われる。この場合、Ａｌ合金を切削する工程を行う。本実施形態によれば、面１１および１３にＡｌ合金が形成されないため、切削工程を行わなくてもよく、ベッドプレート１００の製造工程が簡略化される。   When the molten metal 34 flows to the surfaces 11 and 13, the surfaces 11 and 13 are covered with the Al alloy. In this case, a step of cutting the Al alloy is performed. According to the present embodiment, since the Al alloy is not formed on the surfaces 11 and 13, the cutting process does not need to be performed, and the manufacturing process of the bed plate 100 is simplified.

溶湯３４の投入口および排出口は、クランクキャップ１０の列の両側に１つずつ設ける。これにより溶湯３４がクランクキャップ１０の両側に供給され、中央側には供給されない。したがって不要なＡｌ合金の形成を抑制し、かつ側部１２を形成することができる。また、溶湯３４を空洞２６の全体に供給するため、投入口２２ａおよび２２ｂと排出口２４ａおよび２４ｂとは、クランクキャップ１０の列を挟んで互いに反対側に設ける。ベッドプレート１００のサイズに応じて投入口および排出口をそれぞれ２つ以上設けてもよい。   One inlet and one outlet for the molten metal 34 are provided on each side of the row of crank caps 10. Thereby, the molten metal 34 is supplied to both sides of the crank cap 10 and is not supplied to the center side. Therefore, formation of an unnecessary Al alloy can be suppressed and the side portion 12 can be formed. Further, in order to supply the molten metal 34 to the entire cavity 26, the inlets 22 a and 22 b and the outlets 24 a and 24 b are provided on opposite sides of the crank cap 10. Depending on the size of the bed plate 100, two or more inlets and outlets may be provided.

投入口２２ａおよび２２ｂ、排出口２４ａおよび２４ｂは、鋳造後の側部１２の上面または下面に対向する位置に設けることが好ましい。側部１２の上面および下面は、オイルパンおよびシリンダブロックの取り付けのため、平坦に加工される。このため投入口および排出口の影響がベッドプレート１００に残りにくい。   The inlets 22a and 22b and the outlets 24a and 24b are preferably provided at positions facing the upper surface or the lower surface of the side portion 12 after casting. The upper surface and the lower surface of the side portion 12 are processed flat for mounting the oil pan and the cylinder block. For this reason, the influence of the inlet and outlet is less likely to remain on the bed plate 100.

クランクキャップ１０の数は３つ以下でもよいし、５つ以上でもよい。複数のクランクキャップ１０の少なくとも１つにおいて図１（ｂ）のようにすることで、ベッドプレート１００の軽量化が可能である。効果的な軽量化のためには、複数のクランクキャップ１０のいずれにおいても、図１（ｂ）のように窪み１８におけるＡｌ合金の形成を抑制することが好ましい。   The number of crank caps 10 may be three or less, and may be five or more. By making at least one of the plurality of crank caps 10 as shown in FIG. 1B, the bed plate 100 can be reduced in weight. In order to effectively reduce the weight, it is preferable to suppress the formation of an Al alloy in the recess 18 as shown in FIG.

側部１２はクランクキャップ１０とは異なる材料で形成され、Ａｌ合金でもよいし、他の材料でもよい。材料を変更した場合でも、側部１２の鋳造において図２のような金型２０を用いることで、不要な金属の形成を抑制し、ベッドプレート１００を軽量化することができる。   The side portion 12 is made of a material different from that of the crank cap 10 and may be made of an Al alloy or other materials. Even when the material is changed, formation of unnecessary metal can be suppressed and the bed plate 100 can be reduced in weight by using the mold 20 as shown in FIG.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

１０ クランクキャップ
１１、１３ 面
１２ 側部
１６ 支持部
１８ 窪み
２０ 金型
２２ａ、２２ｂ 投入口
２４ａ、２４ｂ 排出口
２６ 空洞
３０ シリンダ
３２ ピストン
３４ 溶湯
３６ 経路
３８ 真空ポンプ
１００ ベッドプレート DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Crank cap 11, 13 surface 12 side part 16 support part 18 hollow 20 metal mold | die 22a, 22b inlet 24a, 24b outlet 26 cavity 30 cylinder 32 piston 34 molten metal 36 path 38 vacuum pump 100 bed plate

Claims (1)

金型に配置した金属製のクランクキャップの両側に、前記クランクキャップとは異なる材料の溶湯を投入することで、前記クランクキャップの両側に側部を形成する工程を有し、
前記金型は、前記クランクキャップの片側に位置する第１投入口および第１排出口、前記クランクキャップを挟んで前記第１投入口とは反対側に位置する第２投入口および第２排出口、ならびに空洞を有し、
前記溶湯は前記第１投入口および前記第２投入口から投入され、前記空洞を流れ、
前記クランクキャップは中央部に窪みを有し、
前記窪みは前記空洞に露出しないベッドプレートの製造方法。 A step of forming side portions on both sides of the crank cap by putting molten metal of a material different from the crank cap on both sides of the metal crank cap disposed in the mold;
The mold includes a first inlet and a first outlet located on one side of the crank cap, and a second inlet and a second outlet located on the opposite side of the crank cap from the first inlet. And having a cavity,
The molten metal is charged from the first charging port and the second charging port, flows through the cavity,
The crank cap has a recess in the center,
The method of manufacturing a bed plate in which the depression is not exposed in the cavity.
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