JP4626419B2 - シリンダブロックの鋳造方法およびシリンダブロック - Google Patents

Description

本発明は、シリンダライナの外周部にウォータージャケットが形成されるシリンダブロックの製造方法およびシリンダブロックに関する。

一般的に、シリンダライナの外周部にウォータージャケットが形成されるシリンダブロックを鋳造する場合、金型内部における、シリンダブロックのウォータージャケットに相当する箇所に、ウォータージャケット形成用の中子を収納して、該中子によりウォータージャケットとなる中空部を形成している。
この中子には、金型内部に収納する際に、該中子を位置決めをしながら該金型に取り付ける巾木が設けられている場合が多い。

例えば、特許文献１に示す砂中子には、該中子の外周面から外方へ突出する巾木が形成されている。
また、特許文献２に示す砂中子には、該中子の外周面から外方へ突出する巾木部が形成されており、金型の側壁面に取り付けられたピン部材を、前記巾木部に係合させることで、中子を金型に取り付けるようにしている。
特開昭６２−１６６０６７号公報 特許第３６２３１９４号公報

前述の特許文献１および特許文献２に示される金型の場合、中子を金型内に収納する場合、先に金型にシリンダライナをセットし、その後、シリンダライナがセットされた状態の金型に中子を別途収納するようにしていたので、中子が傾いた姿勢で収納される等して、シリンダライナのセット位置と中子の収納位置とがずれる場合がある。
シリンダライナと中子とが正常な姿勢でセットされた場合は、両者間に一定の隙間が形成された状態となるが、セットされた中子とシリンダライナとの相対位置がずれると、両者が接触した状態となる場合がある。

このように、シリンダライナのセット位置と中子の収納位置とがずれて、両者が接触した状態で鋳造を行うと、鋳造後のシリンダブロックにおけるウォータージャケットとシリンダライナとが直接接触した状態となり、エンジン実働時にウォータージャケット内を流れる冷却水が、シリンダライナの外表面を伝って外部へ漏れ出してしまうこととなる。
そこで、本発明においては、シリンダライナのセット位置と中子の収納位置とのずれを無くして、シリンダライナ部分からの冷却水漏れを防止できるシリンダブロックの鋳造方法およびシリンダブロックを提供するものである。

上記課題を解決するシリンダブロックの鋳造方法およびシリンダブロックは、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載のごとく、シリンダライナの外周部にウォータージャケットが形成されるシリンダブロックの製造方法であって、該シリンダブロックの鋳造時に、該シリンダブロックにウォータージャケットを形成するための中子と、シリンダライナとを、一定間隔を設けた状態で、連結用巾木により一体的に連結し、前記連結用巾木により連結した中子とシリンダライナとを、一体的に金型内へ収納し、金型内へ収納した中子を、支持用巾木により、金型に対する一定位置に支持し、前記シリンダブロックの鋳造時にシリンダブロックに形成された前記連結用巾木による孔部および支持用巾木による孔部を、シリンダブロックの鋳造後に、一つの封止部材にて封止する。
これにより、鋳造時にシリンダライナと中子とが接触することがなく、鋳造されたシリンダブロックのウォータージャケットとシリンダライナの外周面とが接触することがない。従って、エンジン実働時にウォータージャケット内を流れる冷却水がシリンダライナから漏れ出すことを防止できる。
また、鋳造時に連結用巾木および支持用巾木によりシリンダブロックに形成された孔部から、冷却水が漏れ出すことを防止できる。

また、請求項２記載のごとく、前記封止部材の、シリンダブロックに形成された孔部との接触面にはシール剤が塗布されている。
これにより、鋳造時に連結用巾木および支持用巾木によりシリンダブロックに形成された孔部と、封止部材との間を、シール剤にてシールすることができ、ウォータージャケットからの冷却水漏れを、さらに確実に防止することが可能となる。

また、請求項３記載のごとく、前記封止部材は、プラグである。
これにより、封止加工を容易かつ安価に行うことができる。

また、請求項４記載のごとく、シリンダライナおよび中子が収納された金型により鋳造され、シリンダライナの外周部にウォータージャケットが形成されるシリンダブロックであって、前記中子は、中子とシリンダライナとを、一定間隔を設けた状態で一体的に連結させる連結用巾木と、中子から外周方向へ突出し、金型内に収納された中子を、金型に対する一定位置に支持する支持用巾木とを備え、前記シリンダブロックは、前記連結用巾木により連結した中子とシリンダライナとを、一体的に金型内へ収納し、金型内へ収納した中子を、支持用巾木により、金型に対する一定位置に支持した状態で鋳造され、前記シリンダブロックの鋳造時にシリンダブロックに形成された前記連結用巾木による孔部および支持用巾木による孔部が、一つの封止部材にて封止されている。
これにより、鋳造時にシリンダライナと中子とを接触させることなく、シリンダライナおよび中子を金型のキャビティ内に収納することができ、鋳造されたシリンダブロックのウォータージャケットとシリンダライナの外周面とが接触することがない。
従って、エンジン実働時にウォータージャケット内を流れる冷却水がシリンダライナから漏れ出すことを防止できる。
また、鋳造時に連結用巾木および支持用巾木によりシリンダブロックに形成された孔部から、冷却水が漏れ出すことを防止できる。

本発明によれば、鋳造時にシリンダライナと中子とが接触することがなく、鋳造されたシリンダブロックのウォータージャケットとシリンダライナの外周面とが接触することがない。従って、エンジン実働時にウォータージャケット内を流れる冷却水がシリンダライナから漏れ出すことを防止できる。

本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。

図１に示すように、金型１は、固定型１１と、中間可動型１２ａ・１２ｂと、可動型１３とを備えており、前記固定型１１にボアピン１４が立設されている。
このボアピン１４にはシリンダライナ１５が外装され、ボアピン１４にシリンダライナ１５を外装することにより、金型１内にシリンダブロック用のキャビティ２２が形成される。
キャビティ２２内には、シリンダブロックのウォータージャケットを形成するための砂中子１６が配置されている。

砂中子１６は、シリンダライナ１５の外周部を囲むようにして、金型１のキャビティ２２内に収納されている。
また、図２に示すように、砂中子１６は、連結用巾木１７により、シリンダライナ１５と一定間隔を空けた状態で一体的に連結されている。

連結用巾木１７は砂中子１６の内周面から内側へ突出しており、該連結用巾木１７の先端部はシリンダライナ１５の外周面に形成される連結穴１５ａと嵌合している。
砂中子１６とシリンダライナ１５との間に形成される隙間は、砂中子１６とシリンダライナ１５とが連結用巾木１７により連結されることで、一定間隔を保持している。

このように、連結用巾木１７にて一体的に連結された砂中子１６とシリンダライナ１５とは、その連結された一体の状態で金型１のキャビティ２２内に収納される。
キャビティ２２内に収納された砂中子１６は、支持用巾木１８を介してキャビティ２２の側壁面（中間可動型１２ａ・１２ｂの内周面）に固定されている。

前記支持用巾木１８は砂中子１６の外周面から外側へ突出しており、該支持用巾木１７の先端部は中間可動型１２ａ・１２ｂの内周面に形成される支持穴１２ｃと嵌合している。
支持用巾木１８を支持穴１２ｃに嵌合させることで、金型１のキャビティ２２内に収納した砂中子１６の位置を、該キャビティ２２内における一定位置に保持することができる。

そして、シリンダライナ１５および砂中子１６が収納され、型締めされた状態の金型１のキャビティ２２内に、図示せぬランナーおよびゲートを通じて、溶融アルミニウム等の溶湯を充填し、その後冷却・凝固させることにより、シリンダブロックが鋳造される。

シリンダブロックの鋳造時においては、キャビティ２２内における砂中子１６とシリンダライナ１５との間および砂中子１６とキャビティ２２の側壁面（中間可動型１２ａ・１２ｂの内周面）との間に所定の間隙が形成されているため、充填された溶湯がその間隙に回り込むことが可能となっている。

これにより、図３に示すように、シリンダブロック３０は、シリンダライナ１５を鋳ぐるんだ状態に鋳造されるとともに、鋳造されたシリンダブロック３０の砂中子１６に相当する部分にウォータージャケット３０ａとなる空隙が形成される。

シリンダブロック３０を鋳造する場合、シリンダライナ１５と砂中子１６との間に連結用巾木１７等の連結部材や支持部材が無くて、シリンダライナ１５の設置位置に対する砂中子１６の収納位置のずれを許容可能な状態にあれば、シリンダライナ１５の設置位置に対する砂中子１６の収納位置がずれる等して、該砂中子１６の一部がシリンダライナ１５に接触した状態となる場合がある。

このように、砂中子１６とシリンダライナ１５とが接触した状態で鋳造を行うと、鋳造されたシリンダブロック３０では、ウォータージャケット３０ａとシリンダライナ１５の外周面とが直接接触した状態となり、ウォータージャケット３０ａ内を流れる冷却水がシリンダライナ１５の外周面を伝って外部へ漏れ出してしまうこととなる。

しかし、本発明の金型１においては、シリンダライナ１５と砂中子１６とは連結用巾木１７により連結されていて、両者の間隔を一定に保持した状態でキャビティ２２内へ一体的に収納されるので、鋳造時にシリンダライナ１５と砂中子１６とが接触することがない。
従って、鋳造されたシリンダブロック３０のウォータージャケット３０ａとシリンダライナ１５の外周面とが接触することがなく、エンジン実働時にウォータージャケット３０ａ内を流れる冷却水がシリンダライナ１５から漏れ出すこともない。

また、シリンダブロック３０における、鋳造時に連結用巾木１７が配置されていた箇所には内側孔部３０ｂが形成され、鋳造時に支持用巾木１８が配置されていた箇所には外側孔部３０ｃが形成される。
内側孔部３０ｂはシリンダライナ１５の外側面と連通し、外側孔部３０ｃはシリンダブロック３０の外部と連通しており、そのままでは該内側孔部３０ｂおよび外側孔部３０ｃから冷却水が漏れ出してしまうため、鋳造後のシリンダブロック３０には機械加工が施される。

図４に示すように、鋳造後のシリンダブロック３０に対する機械加工では、例えば、内側孔部３０ｂ、外側孔部３０ｃ、およびシリンダライナ１５の連結穴１５ａに螺子加工を施して、螺子加工した内側孔部３０ｂ、外側孔部３０ｃ、および連結穴１５ａにタイトプラグ３５等の封止部材を螺装して、該内側孔部３０ｂ、外側孔部３０ｃ、および連結穴１５ａを塞いでいる。

このように、鋳造時に形成される内側孔部３０ｂおよび外側孔部３０ｃ、ならびにシリンダライナ１５の連結穴１５ａをタイトプラグ３５等の封止部材にて塞ぐことで、これらの内側孔部３０ｂ、外側孔部３０ｃ、および連結穴１５ａから、冷却水が漏れ出すことを防止している。

また、タイトプラグ３５を内側孔部３０ｂ、外側孔部３０ｃ、および連結穴１５ａへ螺装する場合には、タイトプラグ３５の外周面に接着剤等のシール剤を塗布したうえで螺装するようにしているので、タイトプラグ３５の螺装後に接着剤が固まると、該タイトプラグ３５と内側孔部３０ｂ、外側孔部３０ｃ、および連結穴１５ａとの螺装面が該接着剤によりシールされることとなって、ウォータージャケット３０ａからの冷却水漏れを、さらに確実に防止することが可能となっている。
また、内側孔部３０ｂ、外側孔部３０ｃ、および連結穴１５ａの封止部材としては、タイトプラグ３５を用いているので、封止加工を容易かつ安価に行うことができる。

本発明にかかるシリンダブロック鋳造用の中子がキャビティ内に収納された金型を示す側面断面図である。 金型における、中子の連結用巾木および支持用巾木の形成部分を示す側面断面図である。 鋳造されたシリンダブロックの内側孔部３０ｂ、外側孔部３０ｃ、および連結穴を示す側面断面図である。 鋳造されたシリンダブロックに機械加工を施して、内側孔部、外側孔部、および連結穴にタイトプラグを螺装して塞いだ状態を示す側面断面図である。

１ 金型
１５ シリンダライナ
１６ 砂中子
１７ 連結用巾木
１８ 支持用巾木
２２ キャビティ
３０ シリンダブロック
３０ａ ウォータージャケット

Claims (4)

1. シリンダライナの外周部にウォータージャケットが形成されるシリンダブロックの製造方法であって、
   該シリンダブロックの鋳造時に、
   該シリンダブロックにウォータージャケットを形成するための中子と、シリンダライナとを、一定間隔を設けた状態で、連結用巾木により一体的に連結し、
   前記連結用巾木により連結した中子とシリンダライナとを、一体的に金型内へ収納し、
   金型内へ収納した中子を、支持用巾木により、金型に対する一定位置に支持し、
   前記シリンダブロックの鋳造時にシリンダブロックに形成された前記連結用巾木による孔部および支持用巾木による孔部を、
   シリンダブロックの鋳造後に、一つの封止部材にて封止する、
   ことを特徴とするシリンダブロックの製造方法。
2. 前記封止部材の、シリンダブロックに形成された孔部との接触面にはシール剤が塗布されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックの製造方法。
3. 前記封止部材は、プラグであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシリ
   ンダブロックの製造方法。
4. シリンダライナおよび中子が収納された金型により鋳造され、シリンダライナの外周部にウォータージャケットが形成されるシリンダブロックであって、
   前記中子は、中子とシリンダライナとを、一定間隔を設けた状態で一体的に連結させる連結用巾木と、中子から外周方向へ突出し、金型内に収納された中子を、金型に対する一定位置に支持する支持用巾木とを備え、
   前記シリンダブロックは、前記連結用巾木により連結した中子とシリンダライナとを、一体的に金型内へ収納し、金型内へ収納した中子を、支持用巾木により、金型に対する一定位置に支持した状態で鋳造され、
   前記シリンダブロックの鋳造時にシリンダブロックに形成された前記連結用巾木による孔部および支持用巾木による孔部が、一つの封止部材にて封止されている、
   ことを特徴とするシリンダブロック。

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