JP3599279B2 - シリンダブロック用砂中子の支持構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダブロックを鋳造するための金型内に配設され、前記シリンダブロックの壁面にウォータジャケットを形成する砂中子を、前記金型内に支持するためのシリンダブロック用砂中子の支持構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的に、内燃機関を構成するシリンダブロックは、高圧鋳造により製造されている。この高圧鋳造において、シリンダブロックの壁面にウォータジャケットを形成するために、シリンダブロック用砂中子が用いられている。
【0003】
この種の砂中子を金型内に位置決め支持するために、従来より種々の提案がなされており、例えば、特許第2648865号公報には砂中子の保持方法とその保持装置が開示されている。
【0004】
上記の従来技術は、図6に示すように、固定ダイス1と、可動中子金型2a、2bと、可動ダイス3とを備え、この可動ダイス3から突出する円柱状の突部3aにライナ4が挿入されることにより、シリンダブロック用キャビティ5が形成されている。
【0005】
可動ダイス3に設けられている孔部7に砂中子保持ピン8が挿入され、この砂中子保持ピン8を介して砂中子9が保持されている。砂中子9は、ウォータジャケットを形成する本体9aと、キャビティ5内に保持するための突起9bと、脚部9cとを備えており、この脚部9cは、シリンダブロックのトップデッキの連通口を形成する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来技術では、砂中子9の脚部9cは、シリンダボアの軸方向(ライナ4の軸方向)に平行して設けられており、前記脚部9cが可動ダイス3の凹部(巾木部)3bに挿入されることによって、前記砂中子9の位置決めが行われている。その際、脚部9cと凹部3bとの隙間Sが大きくなると、砂中子9の位置決め精度が低下する一方、この隙間Sが小さくなると、溶湯の充填圧力差に起因して、前記脚部9cに変形や折れ等の損傷が発生するという問題が指摘されている。
【0007】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、砂中子の損傷を確実に阻止するとともに、高精度なシリンダブロックを効率的に鋳造することが可能なシリンダブロック用砂中子の支持構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るシリンダブロック用砂中子の支持構造では、シリンダブロックの壁面にウォータジャケットを形成する砂中子に、前記シリンダブロックを構成するシリンダボアの軸方向に平行して脚部が形成されるとともに、前記脚部の断面形状は、3以上の平坦面を有する多角形状に設定されている。一方、前記金型には、前記脚部を収容する凹部が設けられ、前記凹部内に該脚部を3点以上で支持する平坦突部が設けられている。
【0009】
このため、脚部と凹部との間に十分な間隙を設けることができ、前記凹部内での溶湯の充填圧力差を抑えて、前記脚部に折れ等が発生することを有効に阻止することが可能になる。しかも、脚部が凹部内の平坦突部で3点以上で支持されるため、前記脚部を前記凹部に対して正確に位置決め支持することができる。これにより、砂中子の位置決め精度が向上し、ウォータジャケットを有するシリンダブロックを効率的かつ高精度に鋳造することが可能になる。
さらに、前記砂中子には前記シリンダブロックのシリンダボア側と反対側に巾木部が形成されるとともに、前記巾木部の周囲には溶湯の流れを許容する湯廻し部が形成され、一方、前記金型には前記砂中子を支持するピン部材が前記湯廻し部に対応して設けられる。この構成により、砂中子の側面に略全面にわたって均等な鋳造圧が作用し、砂中子が部分的に変形することが確実に阻止される。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施形態に係るシリンダブロック用砂中子の支持構造10を組み込む金型12の一部断面説明図である。
【0011】
金型12は、固定型14と、中間可動型16a、16bと、可動型18とを備え、前記固定型14にボアピン20が設けられる。このボアピン20にスリーブ22が外装されることにより、金型12内にシリンダブロック用キャビティ24が形成される。キャビティ24には、支持構造10を構成する第1および第2支持部26、28を介してシリンダブロック30のウォータジャケット32を形成するための砂中子34が配置される。
【0012】
砂中子34は、図2および図3に示すように、シリンダブロック30の各シリンダボア36を囲繞し、第1支持部26を構成する複数個の脚部38と、砂中子本体40とを一体的に設けている。砂中子本体40のシリンダボア36とは反対の側面(外面)42aに、第2支持部28を構成する巾木部44が形成される。
【0013】
図4に示すように、脚部38は、断面形状が多角形状、例えば、3つの平坦面46a、46bおよび46cを有する略三角形状に設定される。可動型18には、脚部38を収容する凹部48が形成されており、この凹部48の壁面48aには、前記脚部38の平坦面46a〜46cを支持する平坦突部50a、50bおよび50cが設けられる。脚部38と凹部48の壁面48aとの隙間H1が、例えば、2mmの間隙に維持されるとともに、平坦突部50a〜50cの幅寸法H2が2mmで、かつ該平坦突部50a〜50cと平坦面46a〜46c間の隙間H3が0.5mmに設定されている。
【0014】
図2に示すように、巾木部44は、側面42aから所定長さだけ突出する略半リング状に構成されている。図1に示すように、砂中子34がキャビティ24に配置された状態で、巾木部44と中間可動型16a、16bとの間には、溶湯の流れを許容する湯廻し部52が設けられる。
【0015】
中間可動型16a、16bには、砂中子34を支持するピン部材54が湯廻し部52に対応して、溶接、あるいはネジ止めにより固定されている。ピン部材54には、中間可動型16a、16bと同一の材質で形成されるとともに、前記中間可動型16a、16bに固定される台座部56と、砂中子34の巾木部44に係合する円柱部58とから一体的に構成される。
【0016】
このように構成される支持構造10の動作について、以下に説明する。
【0017】
まず、図1に示すように、金型12が型締めされた状態で、例えば、溶融アルミニウム等の溶湯が図示しないランナおよびゲートを介してキャビティ24内に充填される。そして、キャビティ24内の溶湯が85MPa〜100MPa程度の圧力で高圧鋳造され、前記溶湯の凝固が開始される。
【0018】
その際、砂中子34にも高圧力が作用して、前記砂中子34が収縮する。具体的には、図5に示すように、砂中子34のシリンダボア36側の面42bに外方に向かって鋳造圧力F1が作用する一方、前記砂中子34の前記シリンダボア36側とは反対側の側面42aに内方に向かって鋳造圧力F1が作用している。
【0019】
この場合、第2支持部28では、砂中子34の巾木部44には、溶湯の流れを許容する湯廻し部52が設けられるとともに、中間可動型16a、16bには、前記湯廻し部52に対応して前記巾木部44に係合するピン部材54が設けられている。
【0020】
このため、砂中子34の側面42aには、略全面にわたって均等な鋳造圧力F1が作用し、この鋳造圧力F1は、前記砂中子34の面42bに作用する鋳造圧力F1と釣り合っている。従って、砂中子34が部分的に変形することを確実に阻止することができる。
【0021】
一方、第1支持部26では、図4に示すように、脚部38の断面形状を3つの平坦面46a〜46cを有する略三角形状に形成するとともに、可動型18には、前記平坦面46a〜46cを平坦突部50a〜50cで3点支持する凹部48が形成されている。
【0022】
そして、脚部38の外周面と凹部48の壁面48aとの間に、例えば、2mm程度の隙間H1が設けられるとともに、平坦面46a〜46cと平坦突部50a〜50cとの間に、例えば、0.5mm程度の隙間H3が設けられている。これにより、脚部38の回りに溶湯を確実に充填することができる。このため、脚部38の回りに充填圧力の差が発生することがなく、前記脚部38の折れ等の損傷を確実に阻止することが可能になる。
【0023】
しかも、脚部38は、平坦面46a〜46cと、平坦突部50a〜50cとにより3点支持されている。これにより、脚部38を凹部48に対して容易かつ確実に位置決め支持することができ、砂中子34をキャビティ24に高精度に位置決めすることが可能になる。従って、本実施形態では、所望の形状のウォータジャケット32を有するシリンダブロック30を、効率的かつ高精度に製造することができるという効果が得られる。
【0024】
なお、本実施形態では、脚部38の断面形状を略三角形状に設定しているが、これに限定されるものではなく、設置場所等によっては、4つの平坦面を有する四角形状等、種々の形状に設定することが可能である。
【0025】
【発明の効果】
本発明に係るシリンダブロック用砂中子の支持構造では、シリンダブロックの壁面にウォータジャケットを形成する砂中子に、断面形状が3以上の平坦面を有する多角形状に設定された脚部を形成し、この脚部が金型に設けられた凹部に収容されて平坦突部を介して3点以上で支持される。このため、脚部と凹部との間に十分な間隙を設けて溶湯の充填圧力差を抑えることができ、前記脚部の折れ等を有効に阻止することが可能になる。
【0026】
しかも、脚部が凹部内の平坦突部により3点以上で支持されるため、前記脚部を前記凹部に対して正確に位置決め支持することができる。これにより、ウォータジャケットを有するシリンダブロックを、効率的かつ高精度に鋳造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るシリンダブロック用砂中子の支持構造を組み込む金型の一部断面説明図である。
【図2】前記金型内に配置される砂中子の概略斜視説明図である。
【図3】前記砂中子の平面説明図である。
【図4】前記支持構造を構成する第1支持部の平面説明図である。
【図5】前記金型内で前記砂中子に鋳造圧力が作用する際の説明図である。
【図6】従来技術に係る砂中子の保持装置の概略説明図である。
【符号の説明】
10…支持構造 12…金型
14…固定型 16a、16b…中間可動型
18…可動型 20…ボアピン
22…スリーブ 24…キャビティ
26、28…支持部 30…シリンダブロック
32…ウォータジャケット 34…砂中子
36…シリンダボア 38…脚部
40…砂中子本体 44…巾木部
46a〜46c…平坦面 48…凹部
50a〜50c…平坦突部 52…湯廻し部
Claims (2)
- シリンダブロックを鋳造するための金型内に配設され、前記シリンダブロックの壁面にウォータジャケットを形成する砂中子を、前記金型内に支持するためのシリンダブロック用砂中子の支持構造であって、
前記砂中子には、前記シリンダブロックを構成するシリンダボアの軸方向に平行して脚部が形成されるとともに、前記脚部の断面形状は、3以上の平坦面を有する多角形状に設定され、
前記金型には、前記脚部を収容する凹部が設けられ、前記凹部内に該脚部を3点以上で支持する平坦突部が設けられることを特徴とするシリンダブロック用砂中子の支持構造。 - 請求項1記載のシリンダブロック用砂中子の支持構造において、
前記砂中子には前記シリンダブロックのシリンダボア側と反対側に巾木部が形成されるとともに、前記巾木部の周囲には溶湯の流れを許容する湯廻し部が形成され、
一方、前記金型には前記砂中子を支持するピン部材が前記湯廻し部に対応して設けられることを特徴とするシリンダブロック用砂中子の支持構造。
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