JP4708868B2 - Crankcase integrated cylinder block casting method - Google Patents
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Description
本願発明は、エンジンを構成するシリンダブロックと、クランクケース上部及びミッションケース上部とを含めて一体的に重力鋳造する方法に関する。 The present invention relates to a method of gravity casting integrally including a cylinder block constituting an engine, an upper part of a crankcase and an upper part of a transmission case.
従来より、例えば、自動二輪車等のエンジンを構成するシリンダブロックは鋳造によって製造されている。例えば、低圧鋳造やダイカスト鋳造によってシリンダブロックを鋳造する方法が知られている。 Conventionally, for example, a cylinder block constituting an engine such as a motorcycle has been manufactured by casting. For example, a method of casting a cylinder block by low pressure casting or die casting is known.
一方、例えば、自動二輪車のエンジンの場合、前輪と後輪の間の限られたスペースに設けられるフレームにエンジンやミッションを搭載しなければならない。また、このフレーム上部に燃料タンクを設け、その下部にエンジンを設けて後輪を駆動するような構造であるため、構造上、前輪側にシリンダ、後輪側にミッションが配置される。 On the other hand, for example, in the case of a motorcycle engine, the engine and the mission must be mounted on a frame provided in a limited space between the front wheel and the rear wheel. Further, since the fuel tank is provided at the upper part of the frame and the engine is provided at the lower part thereof to drive the rear wheels, the cylinder is disposed on the front wheel side and the transmission is disposed on the rear wheel side.
このようなエンジンの場合、例えば、シリンダブロックやクランクケース上部、及びミッションケース上部をダイカスト法で別々に鋳造し、これらを組合わせてエンジンを組立てる方法が一般的に用いられている。 In the case of such an engine, for example, a method in which a cylinder block, a crankcase upper part, and a transmission case upper part are separately cast by a die casting method and these are combined to assemble an engine is generally used.
この種の従来技術として、ダイカストで鋳造するシリンダブロックにおいて、ブリッジ部を傾斜面にすることにより、捨中子を使用してウォータージャケット部を形成することができるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。 As a conventional technique of this type, in a cylinder block cast by die casting, there is one in which a water jacket portion can be formed by using a discarding core by making the bridge portion an inclined surface (for example, Patent Document 1).
また、鋳造機に関する従来技術としては、本出願人が先に出願した、傾動可能に構成された分割構造の金型と、この金型を開閉する開閉手段と、この金型内に溶湯（溶かしたアルミニウム合金等）を注入（充填）するとりべを設け、金型内に注入（充填）した溶湯を加圧シリンダで加圧するようにした傾動加圧式金型鋳造機がある（例えば、特許文献２参照）。
ところで、前記したようにシリンダブロックとクランクケース上部、及びミッションケース上部とを別々にダイカスト鋳造し、これらを組合わせてエンジンを組立てる場合、個々の鋳物の寸法精度を保つ必要があるとともに、これらの合せ面におけるシール性を確保しなければならない。 By the way, as mentioned above, when the cylinder block, the crankcase upper part, and the transmission case upper part are separately die-cast, and these are combined to assemble the engine, it is necessary to maintain the dimensional accuracy of each casting. Sealability at the mating surface must be ensured.
一方、複数気筒のシリンダブロックをクローズドデッキ構造とすることにより、シリンダブロック上部での真円度を確保する設計のエンジンもある。しかし、クローズドデッキ構造の場合、型抜きが困難になるのでダイカストでの鋳造は難しい。また、ダイカスト法で、前記したようにシリンダブロックとクランクケース上部及びミッションケース上部とを含むような比較的大きく複雑な形状の鋳物を一体的に鋳造するのは困難である。 On the other hand, there is an engine designed to ensure roundness at the upper part of the cylinder block by making the cylinder block of a plurality of cylinders a closed deck structure. However, in the case of a closed deck structure, die-casting is difficult, so casting by die casting is difficult. In addition, it is difficult to integrally cast a relatively large and complicated shape casting including the cylinder block, the crankcase upper portion, and the transmission case upper portion as described above by the die casting method.
しかしながら、前記シリンダブロックとクランクケース上部、及びミッションケース上部を一体的に鋳造することにより、加工完成品（鋳造時）の精度を高めることができるとともに製造コストの削減を図ることができるので、これらシリンダブロックとクランクケース上部、及びミッションケース上部を一体的に鋳造したい、という要望がある。このような要望に対し、前記特許文献１，２では対応することはできない。
However, by integrally casting the cylinder block, the crankcase upper part, and the transmission case upper part, it is possible to improve the accuracy of the finished product (during casting) and reduce the manufacturing cost. There is a desire to integrally cast the cylinder block, the crankcase upper part, and the transmission case upper part. The above-mentioned
そこで本願発明は、シリンダブロックとクランクケース上部及びミッションケース上部を、高精度で一体的に鋳造することができる鋳造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a casting method capable of casting the cylinder block, the crankcase upper part, and the transmission case upper part integrally with high accuracy.
前記目的を達成するために、本願発明は、シリンダブロックとクランクケース上部とミッションケース上部とを重力鋳造で一体的に鋳造するクランクケース一体型シリンダブロックの鋳造方法であって、前記シリンダブロック側を下側、前記クランクケース上部側を上側にしてクランクケース合面を上向きにした金型を配置し、該金型の上部に、左右方向の位置決めと上下方向の位置決めとをした上型シェル中子を設け、該上型シェル中子に押し湯溜り形状を設け、前記クランクケース上部の反ミッションケース側上方に設けた溶湯溜りから注入した溶湯を自重力で前記金型内へ注入し、該溶湯をクランクケース上部からシリンダブロックに充填するとともにミッションケース上部に充填した後、前記上型シェル中子に設けた押し湯溜り形状に充填し、前記クランクケース上部の反ミッションケース側上方に設けた溶湯溜りとミッションケース上部に配置した前記押し湯溜り形状とに充填した部分の溶湯を押し湯として利用するようにしている。これにより、クランクケース上部の反ミッションケース側の広い範囲から、シリンダブロック、クランクケース上部及びミッションケース上部へと迅速に溶湯を注入（充填）し、この溶湯を注入したクランクケース上部の上型シェル中子に設けた押し湯溜り形状と溶湯溜りの溶湯を押し湯として利用して安定した鋳造を行うことができる。 To achieve the above object, the present invention provides a casting method for a crankcase-integrated cylinder block in which a cylinder block, a crankcase upper portion, and a transmission case upper portion are integrally cast by gravity casting, An upper shell core in which a mold having a crankcase upper surface on the upper side and a crankcase mating surface facing upward is disposed on the lower side, and the left and right positioning and the vertical positioning are performed on the upper part of the mold. The upper shell core is provided with a hot water reservoir shape, and the molten metal injected from the molten metal reservoir provided on the upper side of the crankcase on the side opposite to the transmission case is injected into the mold by its own gravity. after filling the transmission case upper part to fill from the crankcase upper cylinder block, press basin shape provided on the upper shell core Filled, so that use as a hot pressing the melt of the said push basin shape and filled portion disposed in the molten metal reservoir and the transmission case upper provided in the counter transmission case side above the crankcase top. As a result, molten metal is quickly poured (filled) into the cylinder block, crankcase upper part, and transmission case upper part from the wide range of the crankcase upper part on the non-transmission case side, and the upper shell of the crankcase upper part into which this molten metal is poured Stable casting can be performed by using the shape of the hot water pool provided in the core and the molten metal in the molten metal pool as the hot water.
また、前記クランクケース上部側を上側にした前記金型を、前記溶湯溜り側が下方に位置する所定角度に傾斜させた状態とし、前記クランクケース上部の反ミッションケース側上方に設けた溶湯溜りの溶湯の自重力でクランクケース上部からシリンダブロックに溶湯を充填し、その後、金型をほぼ水平状態にしてミッションケース上部に設けた前記上型シェル中子の押し湯溜り形状にも溶湯の自重力で充填するようにすれば、シリンダブロックとクランクケース上部へは傾斜鋳造で緩やかに溶湯を注入（充填）し、その後、ミッションケース上部へは金型をほぼ水平状態にして速度を上げた迅速な溶湯の注入（充填）を行うので、金型内全体への安定した溶湯の注入ができる。 Further, the mold that the crankcase upper side to the upper, the melt pool side and an inclined state at a predetermined angle located below, of the molten metal pool provided to the counter transmission case side above the crankcase upper Fill the cylinder block with the melt from the upper part of the crankcase by the gravity of the molten metal, and then set the mold in a substantially horizontal state to the hot water pool shape of the upper shell core provided at the upper part of the transmission case. In this case, the cylinder block and crankcase upper part are poured into the upper part of the cylinder case and the upper part of the crankcase. Since the molten metal is injected (filled), the molten metal can be stably injected into the entire mold.
さらに、前記上型シェル中子を、前記押し湯溜り形状の溶湯がスムーズに充填されるように一定温度に加熱し、該上型シェル中子の押し湯溜り形状の溶湯を前記クランクケース上部側から補給して鋳造するようにすれば、上型シェル中子において良好な押し湯効果が得られる鋳造を行うことができる。 Further, the upper shell core, the push basin shape of the molten metal is heated to a constant temperature so as to fill smoothly, the molten metal of the riser reservoir shape of the upper shell core crankcase upper side If it is made to replenish and cast from the above, it is possible to perform casting that provides a good hot-water effect in the upper shell core.
さらに、前記シリンダブロックを形成する金型と上型シェル中子との間にスカートシェル中子を設けてクランクケースとシリンダブロックとの間の肉抜きをすれば、シリンダブロックとクランクケース上部とを一体的に鋳造しつつ、その間における肉抜きを行って軽量化を図ることができる。 Furthermore, if a skirt shell core is provided between the mold forming the cylinder block and the upper shell core to remove the thickness between the crankcase and the cylinder block, the cylinder block and the crankcase upper portion are connected. While casting integrally, it is possible to reduce the weight by removing the meat between them.
また、前記シリンダブロックがクローズドデッキタイプであっても、シリンダブロックへの安定した溶湯の注入を行って精度よく鋳造することができる。 Further, even when the cylinder block is a closed deck type, it is possible to perform casting accurately by injecting a stable molten metal into the cylinder block.
さらに、前記シリンダブロックの内側を形成するシリンダボア金型内に冷却部材を設けて該シリンダボア金型を所定温度に冷却するようにすれば、シリンダ内の巣の発生をより効果的に防止することができる。 Furthermore, if a cooling member is provided in the cylinder bore mold that forms the inside of the cylinder block to cool the cylinder bore mold to a predetermined temperature, the occurrence of nests in the cylinder can be more effectively prevented. it can.
その上、前記金型の溶湯注入側に位置する前部金型をエアー冷却して該前部金型の温度が所定温度以上にならないようにすれば、より巣の発生と湯廻り不良を防止することができる。 In addition, if the front mold located on the molten metal injection side of the mold is air-cooled so that the temperature of the front mold does not exceed a predetermined temperature, the generation of nests and poor hot water can be prevented. can do.
本願発明は、以上説明したような手段により、シリンダブロックとともにクランクケース上部、及びミッションケース上部を含むシリンダブロックを高精度で一体的に生産（鋳造）することが可能となる。 The present invention makes it possible to produce (cast) a cylinder block including the upper part of the crankcase and the upper part of the transmission case together with the cylinder block with high accuracy by means as described above.
以下、本願発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本願発明の一実施の形態を示す鋳造方法に用いる金型を模式的に示す縦断面図である。図９は、本実施の形態に係る方法で製造した鋳物を組立てたエンジン２８を示す右側面図である。以下の実施の形態では、傾斜鋳造から重力鋳造へと移行して、シリンダブロックとクランクケース上部、及びミッションケース上部を一体的に鋳造する例を説明する。また、この実施の形態では、直列４気筒エンジンのシリンダブロックを例を説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a mold used in a casting method showing an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a right side view showing the
まず、図９に基いてエンジンの全体構成を説明する。図９は自動二輪車のエンジンを示す左側面図であり、図示する左側が前輪側、右側が後輪側である。このエンジン２８は、シリンダブロック２１の上部が所定角度で前輪側へ傾斜し、このシリンダブロック２１の下部にクランクケース上部２２が位置し、このクランクケース上部２２の後輪側にミッションケース上部２３が一体形成されている。シリンダブロック２１の上部にはシリンダヘッド２９が設けられている。３１は吸気管であり、３２は排気管である。図示するクランクケース上部２２とミッションケース上部２３との下面が合面２４であり、その下部にクランクケース下部３０が設けられている。以下の鋳造では、このシリンダブロック２１を下側、クランクケース上部２２を上側にしてクランクケース合面２４を上向きにした状態で鋳造する。
First, the overall configuration of the engine will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a left side view showing the engine of the motorcycle, in which the left side is the front wheel side and the right side is the rear wheel side. In the
次に、図１に基いて、この実施の形態の金型１を水平状態で説明する。図示するように、金型１としては、シリンダブロック２１を下側にし、クランクケース上部２２側を上側にしてクランクケース合面２４を上向きにした状態で、このシリンダブロック２１とクランクケース上部２２及びミッションケース上部２３を一体的に鋳造するように構成されている。
Next, based on FIG. 1, the metal mold | die 1 of this embodiment is demonstrated in a horizontal state. As shown in the figure, the
この金型１には、シリンダブロック２１とクランクケース上部２２からミッションケース上部２３の下側に設けられた下部金型２と、シリンダブロック２１とクランクケース上部２２との前面（図の右側）に設けられた前部金型３と、シリンダブロック２１とクランクケース上部２２及びミッションケース上部２３の側面のそれぞれに設けられた側部金型（図の紙面直交方向に位置するため省略）と、ミッションケース上部２３の後面（図の左側）に設けられた後部金型４と、反ミッションケース側のクランクケース上部２２側から溶湯を注入する湯口５が形成された湯口金型６とが設けられている。
The
この湯口金型６は、クランクケース上部２２の合面２４側（図示する上側）の幅方向（図の紙面直交方向）全幅から溶湯をクランクケース上部２２に注入できるように構成されている。また、この湯口金型６に設けられた湯口５は、クランクケース上部２２へスムーズに溶湯を注入できるように、このクランクケース上部２２の端部から反クランクケース側に向けて所定の角度で傾斜するように形成されている。
The
このように、この実施の形態の金型１としては、これら下部金型２と前部金型３と両側部の側部金型と後部金型４と湯口金型６とで主として構成されている。
Thus, the
また、下部金型２には、シリンダブロック２１にシリンダボアを形成するシリンダボア金型７が設けられている。この実施の形態では、シリンダボア金型７の内部に、水冷却パイプ８が設けられている。この水冷却パイプ８は、シリンダボア金型７の過冷却による湯廻り不良と、シリンダボア金型７の過昇温による凝固遅れで巣が発生することとをぼうしするために、好ましい温度にシリンダボア金型７を冷却できるように構成されている。この水冷却パイプ８による冷却は、シリンダボア金型７の温度が予め設定された所定温度に達した時点で自動的に起動するように構成されている。この所定温度としては、アルミニューム合金を鋳込む場合、例えば、シリンダボア金型７が４７０℃〜５００℃程度で冷却を開始するように設定される。
The
さらに、下部金型２と前部金型３との間のシリンダブロック２１の部分には、このシリンダブロック２１に水ジャケットを形成するための水ジャケットシェル中子９が設けられている。この水ジャケットシェル中子９は、シリンダブロック２１内の所定位置に水ジャケットを形成してクローズドデッキタイプのシリンダブロックを鋳造するように構成されている。この水ジャケットシェル中子９は、下端の一部を下部金型２に嵌合させることによって支持されている。この説明では、クローズドデッキタイプのシリンダブロック２１を説明しているが、シリンダブロック２１はオープンデッキタイプであってもよい。
Further, a water
また、この水ジャケットシェル中子９の上部に位置するシリンダブロック２１とクランクケース上部２２との間の部分には、このシリンダブロック２１とクランクケース上部２２との間のスカート部の肉抜きを行うためのスカートシェル中子１０が設けられている。これら水ジャケットシェル中子９とスカートシェル中子１０は、砂型（シェルモールド）で形成されている。
Further, the skirt portion between the
さらに、前部金型３の前面には、この前部金型３をエアー冷却するためのエアー冷却器１３が設けられている。１３ａは、エアー冷却器１３の冷却エアー通路（冷却液通路としての使用も可能）である。このエアー冷却器１３を設けることにより、毎回の鋳込みで前部金型３の温度が上昇して、凝固遅れが発生し、巣が発生する場合があるので、前部金型３の温度が所定温度以上にならないように前部金型３の温度上昇を抑えている。この前部金型３の冷却にエアー冷却を採用することにより、緩やかな冷却を行って前部金型３の温度が所定温度以下にならない程度の冷却をして、巣の発生を防止しつつ、湯廻りの安定化を図っている。このエアー冷却器１３で冷却する前部金型３の温度としては、アルミニューム合金を鋳込む場合、例えば、３５０℃〜４００℃程度に設定される。
Further, an
そして、クランクケース上部２２とミッションケース上部２３との上部には、これらクランクケース上部２２とミッションケース上部２３との内部壁面を形成するための上型シェル中子１１が設けられている。この上型シェル中子１１は、前記後部金型４と側部金型とによって上下左右方向に位置決めされている。上型シェル中子１１は、砂型（シェルモールド）で形成されている。この上型シェル中子１１のクランクケース上部２２とミッションケース上部２３とに突出する部分は複雑な形状であるため、図では、最も突出する部分の概略のみを二点鎖線で示している。
An
この上型シェル中子１１と前記湯口金型６との間に、前記湯口５が形成されている。この湯口５は、所定の開口寸法で形成されるとともに、所定容積の溶湯溜り１５として利用できる容積で形成されている。この溶湯溜り１５の容積としては、溜められた溶湯が鋳造時に所定の自重力をかける押し湯として利用できる溶湯を溜めることができる容積で形成される。
The
また、この上型シェル中子１１と前記前面金型３との間の開口面積（図示する寸法ｗと、紙面直交方向の寸法とによる面積）は、湯口５から注入される溶湯の流入スピードを決定するため、この開口面積が溶湯の流入スピードを確保できる大きさとなるように、クランクケース上部２２の前壁部（図の右側壁部）の肉厚を厚くしている。
Further, the opening area between the
さらに、上型シェル中子１１には、クランクケース上部２２における各気筒間のブリッジ部２５（後述する図５に示す）やミッションケース上部２３のブリッジ部２５（図５）に連なるように、ケース合面２４側に押し湯溜り１６が設けられている。この押し湯溜り１６は、平面視において、前記湯口５側からミッションケース側にかけて延びるような形状となっている。このように押し湯溜り１６を湯口５側からミッションケース側にかけて延びる形状とすることにより、傾斜鋳造から重力鋳造へと移行するときに、溶湯がスムーズに押し湯溜り１６に溜められるように構成されている。
Furthermore, the
また、前記上型シェル中子１１は、図示しない電気ヒータによって所定温度に加熱されて使用される。この上型シェル中子１１を加熱して余熱を保つことにより、鋳造時の溶湯の流れをスムーズに行えるようにして、前記押し湯溜り１６の溶湯がスムーズに充填されるようにしている。しかも、このように上型シェル中子１１を余熱することにより、雰囲気温度の低下による影響で押し湯溜り１６による押し湯効果に影響を及ぼし、押し湯直下に巣が発生することを防止して、安定した鋳造を行うこともできる。この上型シェル中子１１の余熱としては、アルミニューム合金を鋳込む場合、例えば、６０℃〜１００℃程度に設定される。この余熱を保つ手段としては、電気ヒータ以外の他の加熱手段でもよい。
The
さらに、前記湯口金型６の上部には、溶湯を注入するための注湯漏斗を備えた溶湯注入器１２（所謂、「とりべ」）が設けられている。この溶湯注入器１２は、所定量の溶湯を注入できる大きさで形成されている。
Further, a molten metal injector 12 (so-called “ladder”) provided with a pouring funnel for pouring molten metal is provided on the upper part of the
以上のように構成された金型１によれば、後述する図４，５に示すように、４気筒の幅方向に広い反ミッションケース側のクランクケース上部２２から溶湯を注入し、このクランクケース上部２２から幅方向に狭いミッションケース上部２３へと溶湯を注入する。これにより、金型１内での溶湯温度の降下による湯流れ悪化で細部に溶湯が流れ難くなるのを防いでいる。すなわち、型容積の大きい方から型容積の小さい方へ溶湯を流すことにより、溶湯がスムーズに流れるようにしている。
According to the
図２(a),(b) は、図１に示す金型による鋳造方法の手順を示す説明図であり、傾斜鋳造の状態を示す縦断面図である。図３(a),(b) は、図２に続く鋳造方法の手順を示す説明図であり、重力鋳造の状態を示す縦断面図である。これらの図面に基いて、鋳造方法の手順を以下に説明する。なお、これらの図では、溶湯が充填されていく概略を点で示している。 2 (a) and 2 (b) are explanatory views showing the procedure of the casting method using the mold shown in FIG. 1, and are longitudinal sectional views showing the state of inclined casting. 3 (a) and 3 (b) are explanatory views showing the procedure of the casting method following FIG. 2, and are longitudinal sectional views showing the state of gravity casting. The procedure of the casting method will be described below based on these drawings. In these figures, the outline of the filling of the molten metal is indicated by dots.
図２(a) に示すように、鋳造開始時には金型１を所定の角度で傾斜させた傾斜鋳造によって溶湯を注入する。この時、溶湯はクランクケース上部２２のシリンダブロック２１の幅方向の広い範囲から緩やかに注入される。このように、鋳造開始時に傾斜鋳造で溶湯の流れを緩やかに行って鋳造することにより、スムーズに溶湯を金型１と各中子９〜１１との間へ安定して注入するようにしている。つまり、傾斜鋳造による流し込みの利点を利用している。
As shown in FIG. 2 (a), at the start of casting, the molten metal is injected by inclined casting in which the
また、このようにシリンダブロック２１へ溶湯が注入されている状態で、シリンダボア金型７の温度が所定温度に達したことを図示しない温度検出器で検出すると、このシリンダボア金型７内に設けられた水冷却パイプ８内に所定温度の水が供給されて、シリンダボア金型７が冷却される。これにより、シリンダボア金型７の過冷却によって生じる湯廻り不良による形状不良と、過昇温によるシリンダブロック２１の巣の発生とを効率良く防止している。この例では水冷却を説明したが、水冷却以外でもよく、エアー冷却でもよい。
Further, when the temperature of the cylinder bore
次に、図２(b) に示すように、所定量の溶湯を金型１内に注入した後、徐々に金型１を水平状態にして、重力鋳造へと移行させる。この傾斜鋳造から重力鋳造へ移行させるタイミングとしては、溶湯がシリンダブロック２１に注入（充填）された以降で、クランクケース上部２２へ注入（充填）される段階以降に行われる。
Next, as shown in FIG. 2 (b), after pouring a predetermined amount of molten metal into the
次に、図３(a) に示すように、金型１をほぼ水平状態にして、クランクケース上部２２からミッションケース上部２３へと重力鋳造によって溶湯が注入される。この時、湯口５に所定容積の溶湯溜り１５を形成しているので、この溶湯溜り１５に溜められた溶湯の自重力によってクランクケース上部２２からミッションケース上部２３へと溶湯が安定して注入される。つまり、重力鋳造による落し込みの利点を利用して、溶湯充填のスピードアップを図っている。また、このように溶湯充填のスピードアップを図ることにより、形状が複雑で厚肉部が少なく湯廻り性が悪いミッションケース上部２３への安定した溶湯の注入を図っている。しかも、幅方向に広いクランクケース上部２２から幅方向に狭いミッションケース上部２３へと溶湯が注入されるので、断面積減少による点でも溶湯充填のスピードアップを図っている。このように、シリンダブロック２１の部分に溶湯が注入された時点以降、クランクケース上部２２とミッションケース上部２３との部分への溶湯の充填はスピードアップを図るような傾斜条件としている。
Next, as shown in FIG. 3 (a), the
さらに、このように金型１内に注入される溶湯は、これらクランクケース上部２２とミッションケース上部２３とに充填された後、上型シェル中子１１に設けられた押し湯溜り１６にも、所定量の溶湯が溜るまで湯口５から注入される。
Further, the molten metal injected into the
そして、図３(b) に示すように、湯口５に設けられた溶湯溜り１５と、上型シェル中子１１に設けられた押し湯溜り１６とに所定量の溶湯が溜められた状態で溶湯の注入を終え、その状態で冷却される。これら溶湯溜り１５と押し湯溜り１６との溶湯によって、所定の自重力がクランクケース上部２２とミッションケース上部２３とにかけられながら、また、凝固収縮分がこれら溶湯溜り１５と押し湯溜り１６とに溜められた溶湯が補充されて、シリンダブロック２１とクランクケース上部２２及びミッションケース上部２３とが一体となった鋳物が形成される。
As shown in FIG. 3 (b), the molten metal is stored in a state in which a predetermined amount of molten metal is stored in the
このように、一般的な傾斜鋳造では湯口５に溶湯溜り１５を設けないが、この実施の形態では溶湯溜り１５を設け、シリンダブロック２１とクランクケース上部２２とミッションケース上部２３とを一体としたことにより製品形状的に溶湯注入口が狭くなる問題を解決している。加えて、通常、傾斜鋳造では重力による圧力は殆ど利用しないが、この溶湯溜り１５で定置式重力鋳造のような溶湯の自重力を併用して、注入口が狭いことで鋳込みが困難になる問題を解決している。つまり、この実施の形態では、傾斜鋳造（流し込み）の利点と重力鋳造（落とし込み）の利点とを複合利用することにより、鋳造性向上を図っている。
As described above, in the general tilt casting, the
以上のように、クランクケース上部２２からシリンダブロック２１へ溶湯を流して充填した後、ミッションケース上部２３へ溶湯を流して充填し、その後、クランクケース上部２２に設けた溶湯溜り１５の溶湯と、上型シェル中子１１に設けた押し湯溜り１６の溶湯とを押し湯として用いることにより、安定してシリンダブロック２１とクランクケース上部２２とミッションケース上部２３とが一体となった鋳物（製品）を生産することができるようにしている。
As described above, after the molten metal is poured from the crankcase
図４は、図３に示す鋳造方法で鋳込んだ鋳物の上型シェル中子１１の取外し前の状態を示す平面図である。図示するように、前記したように金型１で鋳造された鋳物２６を金型１から取外した状態では、上型シェル中子１１の押し湯溜り１６に溜められた溶湯が硬化して鋳物２６と一体的に取り外される。この図に示すように、上型シェル中子１１に設けられた押し湯溜り１６は、溶湯を注入する湯口の溶湯溜り１５（図では溶湯溜り１５（図１参照）で硬化した金属塊（１５ａ）を示す）からミッションケース側（図示する上側）に向けて延びるような形状となっており、前記した傾斜鋳造から重力鋳造へと移行するときに溶湯が溜りやすい形状としている。つまり、このように押し湯溜り１６を略長円形断面で湯口５側（図１参照）からミッションケース側に向けて形成することにより、傾斜鋳造から重力鋳造へと移行するときに金型１の角度を変化させると、溶湯がスムーズに押し湯溜り１６へと溜るようにしている。
FIG. 4 is a plan view showing a state before the
このように、この実施の形態では、傾斜鋳造から重力鋳造へ移行する時の傾斜条件とともに、溶湯通路の確保を必要最小限で実施し、製品の軽量化と鋳造品の品質を確保している。 As described above, in this embodiment, the molten metal passage is ensured with the minimum necessary as well as the inclined condition when shifting from the inclined casting to the gravity casting, and the weight of the product and the quality of the cast product are ensured. .
なお、図４に示すように金型１から取り出された鋳物２６は外気で急速冷却されるので、後述する図５に示すように、大きな容積のシリンダブロック２１からクランクケース上部２２にかけての部分と、比較的に薄肉のミッションケース上部２３の部分とに凝固収縮差を生じるが、クランクケース上部２２とミッションケース上部２３との間の形状は、この凝固収縮差の力を分散するような形状で形成されている。
As shown in FIG. 4, the casting 26 taken out from the
図５は、図４に示す鋳物から上型シェル中子を取外した鋳物の斜視図であり、図６は、図５に示す鋳物の正面図である。図７(a) は、図６に示す鋳物の平面図であり、(b) は同鋳物の底面図、図８(a) は、図６に示す鋳物の右側面図であり、(b) は同鋳物の左側面図、図９は、図５に示す鋳物を組立てたエンジンを示す左側面図である。これらの図では、溶湯溜り１５（図１）及び押し湯溜り１６で硬化した溶湯を、それぞれ金属塊１５ａと金属塊１６ａとして示している。なお、図７(a),(b) 、図８(a),(b) は、一体的に形成された鋳物２６を図示したものである。
FIG. 5 is a perspective view of the casting with the upper shell core removed from the casting shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a front view of the casting shown in FIG. FIG. 7 (a) is a plan view of the casting shown in FIG. 6, (b) is a bottom view of the casting, FIG. 8 (a) is a right side view of the casting shown in FIG. Is a left side view of the casting, and FIG. 9 is a left side view showing an engine in which the casting shown in FIG. 5 is assembled. In these drawings, the molten metal hardened in the molten metal reservoir 15 (FIG. 1) and the
図５，６に示すように、シリンダブロック２１とクランクケース上部２２及びミッションケース上部２３を一体的に鋳造した状態の鋳物２６は、クランクケース上部２２とミッションケース上部２３との反シリンダブロック２１側に、前記溶湯溜り１５（図１）において硬化した金属塊１５ａが一体となった状態である。この鋳物２６は、複数気筒の幅方向に広いクランクケース上部２２から溶湯が注入され、このクランクケース上部２２から幅方向に狭いミッションケース上部２３へと溶湯が迅速に注入されて一体的に形成されている。このように一体的に形成された鋳物２６の硬化した溶湯溜り１５（図１）の部分は、クランクケース上部２２とミッションケース上部２３とに金属塊１５ａとして残る。
As shown in FIGS. 5 and 6, the casting 26 in a state where the
また、図７(a) に示すように、金型１の内部に設けられたスカートシェル中子１０（図１参照）によって、シリンダブロック２１とクランクケース上部２２との間の肉抜きが図られている。図示する２７が肉抜き部である。この肉抜き部２７は、シリンダブロック２１の気筒数やミッションケース上部２３との接続形状等に応じて好ましい形状とすればよい。
Further, as shown in FIG. 7 (a), the skirt shell core 10 (see FIG. 1) provided inside the
さらに、図７(b) に示すように、この実施の形態のシリンダブロック２１はクローズドデッキであり、シリンダボアの周囲デッキ部に冷却通路が形成されていない。このようなクローズドデッキのシリンダブロック２１でも、前記したような鋳造方法によって、シリンダブロック２１とクランクケース上部２２、及びミッションケース上部２３を含むように一体的に鋳造することが安定してできる。
Further, as shown in FIG. 7 (b), the
図８(a),(b) に示すように、このように、シリンダブロック２１とクランクケース上部２２、及びミッションケース上部２３とが一体的に鋳造された鋳物２６は、クランクケース上部２２とミッションケース上部２３との合面２４側に溶湯溜り１５の部分に残った金属塊１５ａと押し湯溜り１６の部分に残った金属塊１６ａとが一体的に硬化した状態となっているので、これらの金属塊１５ａ，１６ａは機械加工によって切除される。そして、合面２４側が機械加工で仕上げられるとともに、シリンダブロック２１の頂部も機械加工によって仕上げられる。
As shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the casting 26 in which the
この図８(a),(b) は、幅方向の寸法が異なるクランクケース上部２２とミッションケース上部２３とを上側にした鋳物２６を斜め下方から見ているため、合面２４のクランクケース上部２２側とミッションケース上部２３側とに段差がある記載となっているが、この合面２４の側面視は、図１に示すように一直線である。
8 (a) and 8 (b) show the casting 26 with the crankcase
図９に示すように、鋳造でシリンダブロック２１とクランクケース上部２２、及びミッションケース上部２３とを一体的に形成した場合、エンジン２８の組立時に接合面が減って容易に組立てることができる。図示する例では、上部にシリンダヘッド２９、下部にクランクケース下部３０を接合すれば、エンジン２８の外形を形成する構成の組立てがほぼ完了する。
As shown in FIG. 9, when the
しかも、前記実施の形態では、シリンダブロック２１をクローズドデッキタイプとしているため、高い剛性で変形の少ない高寿命のシリンダブロック２１にクランクケース上部２２とミッションケース上部２３とを一体的に形成して、高出力向きのエンジンの構成として高精度で鋳造することもできる。
Moreover, since the
また、シリンダブロック２１の上端からクランクケース上部２２の合面２４、すなわち、この例ではクランク軸軸芯までの図示する寸法ｈを正確に保つことができる。この寸法ｈは、ピストン等の他の構成との関係やシリンダ排気量との関係で重要な寸法であり、前記実施の形態に係る方法で製造した鋳物２６（図５，８参照）を用いることにより、エンジン性能やエンジン組立て時の調整が容易となり、生産性向上を図ることができる。
Further, the dimension h shown in the drawing from the upper end of the
なお、前記実施形態では、直列４気筒エンジンのシリンダブロックを例に説明したが、本願発明は、直列２気筒や直列６気筒、その他のエンジンのシリンダブロックであっても、シリンダブロックとクランクケース上部及びミッションケース上部までを一体的に鋳造する場合には適用可能であり、前記実施の形態に限定されるものではない。 In the above-described embodiment, the cylinder block of the in-line 4-cylinder engine has been described as an example. However, the present invention may be applied to an in-line 2-cylinder, in-line 6-cylinder, and other engine cylinder blocks. And it is applicable when casting up to the upper part of the mission case, and is not limited to the above embodiment.
また、前記実施の形態では、傾斜鋳造における流し込みの利点と重力鋳造における落し込みの利点とを複合利用することによって鋳造性向上を図っているが、気筒数や鋳造条件によっては、重力鋳造のみであってもよい。 In the above embodiment, the castability is improved by combining the advantages of pouring in tilt casting and the drop in gravity casting. However, depending on the number of cylinders and casting conditions, only gravity casting can be used. There may be.
さらに、前述した実施形態は一例を示しており、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本願発明は前述した実施形態に限定されるものではない。 Furthermore, the above-described embodiment shows an example, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment.
本願発明に係るクランクケース一体型シリンダブロックの鋳造方法は、クランクケース上部とミッションケース上部とを含んだシリンダブロックを安定した精度を保って一体的に鋳造したい場合に好適に利用できる。 The method of casting a crankcase integrated cylinder block according to the present invention can be suitably used when it is desired to integrally cast a cylinder block including the crankcase upper portion and the transmission case upper portion with stable accuracy.
１…金型
２…下部金型
３…前部金型
４…後部金型
５…湯口
６…湯口金型
７…シリンダボア金型
８…水冷却パイプ
９…水ジャケットシェル中子
１０…スカートシェル中子
１１…上型シェル中子
１２…溶湯注入器
１３…エアー冷却器
１５…溶湯溜り
１６…押し湯溜り
２１…シリンダブロック
２２…クランクケース上部
２３…ミッションケース上部
２４…合面
２５…ブリッジ部
２６…鋳物
２７…肉抜き部
２８…エンジン
２９…シリンダヘッド
３０…クランクケース下部
1 ... Mold
2 ... Lower mold
3 ... Front mold
4 ... Rear mold
5 ...
6 ... Mouth mold
7 ... Cylinder bore mold
8. Water cooling pipe
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記シリンダブロック側を下側、前記クランクケース上部側を上側にしてクランクケース合面を上向きにした金型を配置し、
該金型の上部に、左右方向の位置決めと上下方向の位置決めとをした上型シェル中子を設け、該上型シェル中子に押し湯溜り形状を設け、
前記クランクケース上部の反ミッションケース側上方に設けた溶湯溜りから注入した溶湯を自重力で前記金型内へ注入し、
該溶湯をクランクケース上部からシリンダブロックに充填するとともにミッションケース上部に充填した後、前記上型シェル中子に設けた押し湯溜り形状に充填し、
前記クランクケース上部の反ミッションケース側上方に設けた溶湯溜りとミッションケース上部に配置した前記押し湯溜り形状とに充填した部分の溶湯を押し湯として利用するクランクケース一体型シリンダブロックの鋳造方法。 A crankcase-integrated cylinder block casting method in which a cylinder block, a crankcase upper portion, and a transmission case upper portion are integrally cast by gravity casting,
Place the mold with the cylinder block side on the bottom and the crankcase top side on the top and the crankcase mating surface facing up,
An upper shell core that is positioned in the left-right direction and the vertical direction is provided on the upper part of the mold, and a hot water sump shape is provided on the upper shell core,
The injected molten metal injected from the molten metal pool provided to the counter transmission case side above the crankcase upper by its own weight force to the mold inside,
After filling the molten metal into the cylinder block from the upper part of the crankcase and filling the upper part of the transmission case, the molten metal is filled in the shape of the hot water pool provided in the upper shell core,
A method of casting a crankcase-integrated cylinder block, wherein a molten metal reservoir provided in an upper portion of the crankcase on the side opposite to the transmission case and a molten metal portion filled in the hot water reservoir shape disposed on the upper side of the transmission case is used as a hot water.
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