JP6350488B2

JP6350488B2 - 鋳造品の製造方法

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Publication number: JP6350488B2
Application number: JP2015221287A
Authority: JP
Inventors: 真一末廣; 英明小国; 祥平藤井; 幸児古谷; 智浩藤田; 智之山本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2015-11-11
Publication date: 2018-07-04
Anticipated expiration: 2035-11-11
Also published as: JP2017087268A

Description

本発明は、鋳造品の製造方法に関する。

従来、軽量化が求められる鋳造品を鋳造する場合には、鋳抜きピン或いは鋳抜き型を備えた金型装置を用いて鋳造品に開口部（貫通孔）を形成することが行われている。

しかしながら、鋳造品の形状によっては、鋳抜きピン或いは鋳抜き型で開口部を形成することが難しい場合がある。例えば、開口部がいわゆるアンダーカットとなっている場合、具体的には、型開き方向と開口部の貫通方向とが互いに直交するような場合である。このような場合には、従来は崩壊性の中子を用いて開口部が形成されていた。

なお、特許文献１には、鋳造品の製造方法の一例として、鋳造空間（キャビティ）と、当該鋳造空間に連通する湯道と、湯道の途中に設けられた押湯空間とを有する金型を用い、溶湯を押湯空間内で凝固させる技術が開示されているが、鋳抜きピン或いは鋳抜き型で上記開口部を形成することが難しい場合に、それを解決するための工夫については何ら開示されていない。

特開２０００−２１８３４３号公報

上記のように崩壊性の中子を用いて開口部を形成する場合には、その中子を形成する工程および装置が別途必要となるため、製造コストが高くなるとともに生産性が低下するという問題がある。さらに、金型内に溶湯が高速で射出される場合には、崩壊性の中子が溶湯から受ける圧力に耐え切れずに破損する虞がある。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、鋳造品を製造する際に、鋳抜きピン或いは鋳抜き型で開口部を形成することが難しい場合であっても、そのような開口部を有する鋳造品を、容易かつ効率的に製造することができる鋳造品の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、孔部を有する鋳造品の製造方法であって、前記鋳造品を鋳造する第１キャビティと、前記孔部を形成するための中子を鋳造する第２キャビティとを有する鋳型を用いて、前記第１キャビティにより１番目の鋳造品である第１鋳造品を鋳造するとともに前記第２キャビティにより１番目の中子である第１中子を鋳造し、前記鋳型から前記第１鋳造品および前記第１中子を取り出す第１工程と、前記第１工程で鋳造された前記第１中子を前記第１キャビティ内の所定箇所に配置した後に、前記第１キャビティにより２番目の鋳造品である第２鋳造品を鋳造するとともに前記第２キャビティにより２番目の中子である第２中子を鋳造し、前記鋳型から前記第２鋳造品および前記第２中子を取り出し、前記第２鋳造品から前記第１中子を除去することにより、孔部を有する鋳造品を製造する第２工程とを含み、前記鋳造品は、エンジンのシリンダブロックであってその側面に厚み方向に貫通する貫通孔を有する板状の補強用リブが一体に形成されるものであり、前記鋳型として、前記第１キャビティに前記補強用リブを形成するための補強壁部成形領域が形成された鋳型を用い、前記第２工程以降の工程では、前記補強壁部成形領域内に、前記第２キャビティにより鋳造された中子を配置する、鋳造品の製造方法を提供する。

本発明における「孔部」は、貫通孔（開口部）と、非貫通孔（凹部）の両方を含む。

本発明によれば、鋳造品（シリンダブロック）を鋳型から取り出した後に当該鋳造品から中子を除去することで孔部が形成されるため、孔部がアンダーカットとなっている場合であっても、崩壊性の中子を用いることなく、孔部を容易に形成することができる。さらに、鋳造された中子を用いて孔部が形成されるため、中子の強度が高い。従って、鋳型内に溶湯が高速で射出される場合であっても中子が破損することがなく、鋳造品を適切に製造することができる。しかも、鋳型で鋳造品を鋳造すると同時に、当該鋳型により、次回以降の鋳造品の鋳造で使用される中子を鋳造品と同一材料で製造することができるため、鋳造品と中子とを容易かつ効率よく製造することができる。
特に、鋳抜きピン或いは鋳抜き型では孔部を形成することが難しい板状の補強壁部であっても、その補強壁部に、鋳造で得られた中子の除去によって孔部を容易に形成することができる。さらに、孔部を形成することにより、補強壁部を軽量化することができる。

本発明においては、ｎ番目（ｎは２以上の整数であって、２を初期値とする）の中子である第ｎ中子を前記第１キャビティ内の所定箇所に配置した後に、前記第１キャビティにより第（ｎ＋１）番目の鋳造品である第（ｎ＋１）鋳造品を鋳造するとともに前記第２キャビティにより第（ｎ＋１）番目の中子である第（ｎ＋１）中子を鋳造し、前記鋳型から前記第（ｎ＋１）鋳造品および前記第（ｎ＋１）中子を取り出し、前記第（ｎ＋１）鋳造品から前記第ｎ中子を除去することにより、孔部を有する鋳造品を製造する工程をさらに含み、ｎを初期値から順次繰り上げつつ当該工程を繰り返すことが好ましい。

この構成によれば、鋳型で鋳造品を鋳造すると同時に、当該鋳型により、次回の鋳造品の鋳造で使用される中子を鋳造品と同一材料で製造する工程が繰り返されるため、効率のよい鋳造品および中子の製造を継続することができる。しかも、最新の中子を用いて孔部が形成されるため、孔部を精度よく形成することができる。

本発明においては、前記鋳型として、前記第１キャビティに溶湯を供給する湯道部と、前記第１キャビティよりも溶湯流れ方向の下流側に設けられる通路であって、当該通路に溶湯が流入する前に前記第１キャビティ内のガスを排出するガス抜き通路とを有し、前記ガス抜き通路の中途部と前記第２キャビティとが連通する鋳型を用いることが好ましい。

この構成によれば、第１キャビティへの溶湯の流入を促進し、第１キャビティの隅々まで速やかに溶湯を流入させて、鋳造品の生産効率を高めるとともに、鋳造品の品質を高めることができる。詳しく説明すると、第１キャビティよりも溶湯流れ方向下流側の空間（低圧空間）が大きい程、第１キャビティへの溶湯の流入抵抗が減少するため、第１キャビティに溶湯が流入し易い。そこで、第１キャビティよりも溶湯流れ方向の下流側に、ガス抜き通路と、このガス抜き通路の中途部に連通する第２キャビティとを有する鋳型を用いることにより、第１キャビティよりも溶湯流れ方向下流側の低圧空間が大きく確保され、その結果、第１キャビティへの溶湯の流入を促進することができる。

本発明においては、前記鋳型は、前記ガス抜き通路に、互いに間隔を隔てて配置される１対のガス抜き弁装置を有し、前記一対のガス抜き弁装置の間に前記第２キャビティが設けられているものであることが好ましい。

この構成によれば、一対のガス抜き弁装置の間のスペースに、第２キャビティをコンパクトに配置することができる。

以上説明したように、本発明によれば、鋳造品を製造する際に、鋳抜きピン或いは鋳抜き型で開口部を形成することが難しい場合であっても、そのような開口部を有する鋳造品を、容易かつ効率的に製造することができる。

本発明の実施形態に係る鋳造品の製造方法により製造されるシリンダブロックを示す斜視図である。本発明の実施形態で用いられる中子を示す斜視図であり、（ａ）はトランスミッション支持部補強用リブに開口部を形成するための中子であり、（ｂ）は取付ボス補強用リブに開口部を形成するための中子である。本発明の実施形態で用いられる鋳型から取り出されたシリンダブロック（中子が除去されていない状態）を示す斜視図である。本発明の実施形態で用いられる鋳型装置を、断面が見えた状態で示す斜視図である。図４に示す鋳型装置をＡ方向から見た図である。本発明の実施形態で用いられる鋳型装置を構成する固定型を示す斜視図である。図６に示される固定型をＢ方向から見た図である。図７におけるＣ部を拡大して示す斜視図である。本発明の実施形態で用いられる鋳型装置を構成する可動型を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る鋳造品の製造方法を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。

以下の説明では、エンジンの気筒列方向を「気筒列方向」と称し、気筒列方向と直交する方向を「気筒列直交方向」と称する。また、エンジンにおけるトランスミッションが設けられる側を「エンジン後側」と称する。

本発明の実施形態に係る鋳造品の製造方法は、図１に示される開口部２（貫通孔）を有する鋳造品１を製造する方法である。開口部２は、本発明の「孔部」に相当する。

鋳造品１の製造方法について説明する前に、鋳造品１の構造について説明する。

図１に示される例では、鋳造品１は、直列４気筒エンジンのシリンダブロック（以下、「シリンダブロック１」と称する）である。シリンダブロック１は、気筒列方向における一方側の端部（エンジン後側の端部）に、トランスミッションケース（図示略）が固定されるトランスミッション固定壁４を有し、気筒列方向における中央部に、エンジンの補機（図示略）等が固定される取付ボス６を有している。

さらに、シリンダブロック１は、気筒列直交方向における両側の側面３に、当該側面３から気筒列直交方向に突出する固定壁補強用リブ５と、取付ボス補強用リブ７とを有している。固定壁補強用リブ５および取付ボス補強用リブ７は、本発明の「補強壁部」に相当する。

図１に示されるように、固定壁補強用リブ５は、中央に開口部２ａが形成された板状の部材であって、平面視で直角三角形状に形成されている。開口部２ａは、固定壁補強用リブ５を厚み方向（後述の型開きを行う方向と直交する方向）に貫通している。固定壁補強用リブ５は、直角をなすコーナ部５ａからトランスミッション固定壁４に沿って気筒列直交方向に延びる第１直線状部５ｂと、コーナ部５ａからシリンダブロック１の側面３に沿って気筒列方向に延びる第２直線状部５ｃと、第１直線状部５ｂの反コーナ部側の端部と第２直線状部５ｃの反コーナ部側端部とを結ぶ第３直線状部５ｄとを有している。第１直線状部５ｂは、トランスミッション固定壁４と一体に形成され、第２直線状部５ｃは、シリンダブロック１の側面３と一体に形成されている。固定壁補強用リブ５は、トランスミッション固定壁４とシリンダブロック１の側面３とを連結し、トランスミッション（図示略）の荷重を受けるトランスミッション固定壁４を補強する。

なお、第１直線状部５ｂと、第２直線状部５ｃと、第３直線状部５ｄとで囲まれる領域が開口部２ａとなっているが、その開口部２ａが固定壁補強用リブ５の剛性に与える影響は小さい。このため、開口部２ａを有する固定壁補強用リブ５は、十分に補強用リブとしての機能を果たすことができる。しかも、開口部２ａを形成することにより、軽量化と材料使用量の削減とを図ることができる。

図１に示されるように、取付ボス補強用リブ７は中央に開口部２ｂが形成された板状の部材であって、平面視で長方形状に形成されており、２つの取付ボス６の間に架け渡されている。開口部２ｂは、取付ボス補強用リブ７を厚み方向（後述の型開きを行う方向と直交する方向）に貫通している。取付ボス補強用リブ７は、シリンダブロック１の側面３に沿って気筒列方向に延びる第１直線状部７ａと、一方の取付ボス６に沿って気筒列直交方向に延びる第２直線状部７ｂと、他方の取付ボス６に沿って設けられる板状部７ｃと、第２直線状部７ｂの反シリンダボア側の端部と板状部７ｃの反シリンダボア側の端部とを結ぶ第３直線状部７ｄとを有している。第１直線状部７ａは、シリンダブロック１の側面３と一体に形成され、第２直線状部７ｂは、一方の取付ボス６と一体に形成され、板状部７ｃは、他方の取付ボス６と一体に形成されている。取付ボス補強用リブ７は、２つの取付ボス６とシリンダブロック１の側面３とを連結し、補機等の荷重を受ける２つの取付ボス６を補強する。

なお、第１直線状部７ａと、第２直線状部７ｂと、板状部７ｃと、第３直線状部７ｄとで囲まれる領域が開口部２ｂとなっているが、その開口部２ｂが取付ボス補強用リブ７の剛性に与える影響は小さい。このため、開口部２ｂを有する取付ボス補強用リブ７は、十分に補強用リブとしての機能を果たすことができる。しかも、開口部２ｂを形成することにより、軽量化と材料使用量の削減とを図ることができる。

なお、図１には、シリンダブロック１における気筒列方向に沿った２つの側面のうちの一方の側面３のみを示しているが、他方の側面にも、開口部が形成された同様の固定壁補強用リブおよび取付ボス補強用リブが設けられている。

次に、シリンダブロック１を製造する際に使用される鋳型装置（金型装置）８および中子９について説明する。鋳型装置８は、本発明の「鋳型」に相当する。

図２，３，９に示されるように、中子９（図２参照）は置き中子であり、固定壁補強用リブ５に開口部２ａを形成するために用いられる固定壁用中子９ａ（図２（ａ）参照）と、取付ボス補強用リブ７に開口部２ｂを形成するために用いられる取付ボス用中子９ｂ（図２（ｂ）参照）とを有している。

固定壁用中子９ａは、平板状に形成されるとともに、開口部２ａの内周壁の形状に一致する周面形状を有している。固定壁用中子９ａの周面９１は、固定壁用中子９ａを固定壁補強用リブ５から除去するのを容易にするための抜き勾配を有している。固定壁用中子９ａの厚みは、固定壁補強用リブ５と同じに設定されている。さらに、固定壁用中子９ａは、固定壁補強用リブ５を鋳造するリブ成形領域１０ａ内で固定壁用中子９ａを位置決めするための位置決め用凸部９３を有している。

取付ボス用中子９ｂは、平板状に形成されるとともに、開口部２ｂの内周壁の形状に一致する周面形状を有している。取付ボス用中子９ｂの周面９２は、取付ボス用中子９ｂを取付ボス補強用リブ７から除去するのを容易にするための抜き勾配を有している。取付ボス用中子９ｂの厚みは、取付ボス補強用リブ７の厚みと同じに設定されている。さらに、取付ボス用中子９ｂは、取付ボス補強用リブ７を鋳造するリブ成形領域１０ｂ内で取付ボス用中子９ｂを位置決めするための位置決め用凸部９４を有している。

図４，５に示されるように、鋳型装置８は、１つの固定型８１と、５つの可動型８２とを備えている。

図４〜７に示されるように、固定型８１は、輪郭が四角形状をなす板状部材であって、厚み方向が横方向（水平方向）を向くように縦置きに配置される。固定型８１は、シリンダブロック１の下面を成形する。固定型８１は、溶湯を注入する湯口部１２と、シリンダブロック１を鋳造する第１キャビティ１０に溶湯を供給する湯道部１１と、第１キャビティ１０内のガスを排出するガス抜き通路１６（図６，７参照）を形成する溝部１５とを有している。図４，５に示されるように、ガス抜き通路１６は、第１キャビティ１０よりも溶湯流れ方向の下流側に設けられる通路であって、当該通路に溶湯が流入する前に第１キャビティ１０内のガスを排出することにより、第１キャビティ１０に溶湯が流入する際の流入抵抗を低減するものである。

図４〜６に示されるように、ガス抜き通路１６は、第１キャビティ１０を介して湯口部１２とは反対側（上側）に位置しており、これにより、ガス抜き通路１６は第１キャビティ１０よりも溶湯流れ方向下流側に位置するようになっている。図６〜８に示されるように、ガス抜き通路１６は、第１キャビティ１０から上方へ直線状に延びる複数（図６〜８に示される例では７つ）の縦方向部１６ａと、これら縦方向部の各上端部（ガス流れ方向の下流端部）よりやや下側（上流側）の部分と連通し、水平方向（横方向）に直線状に延びる１つの横方向部１６ｂとを有している。

そして、複数の縦方向部１６ａのうち、２つの縦方向部１６ａの上側に、固定壁用中子９ａを鋳造するキャビティ１３ａが形成され、キャビティ１３ａは、上記２つの縦方向部１６ａの上端部（下流端部）と連通している。さらに、他の２つの縦方向部１６ａの上側に、取付ボス用中子９ｂを鋳造するキャビティ１３ｂが形成され、キャビティ１３ｂは、上記他の２つの縦方向部１６ａの上端部（下流端部）と連通している。

さらに、固定型８１は、互いに間隔を隔てて配置される１対のガス抜き弁装置１４（図６，７参照）を有している。一対のガス抜き弁装置１４のうち、図６，７に示される右側のガス抜き弁装置１４は、ガス抜き通路１６の下流端部と連通している。

なお、図６，７に示される左側のガス抜き弁装置１４と連通するガス抜き通路（図示略）を形成する溝部（図示略）が、可動型８２ｂに形成されている。

さらに、固定型８１は、図６〜８に示されるように、中子９を鋳造する第２キャビティ１３（キャビティ１３ａ，１３ｂ）を形成する２つの凹部１７ａ，１７ｂを有している。凹部１７ａ，１７ｂは、１対のガス抜き弁装置１４の間に配置されている。

ガス抜き弁装置１４（図６，７参照）には、真空ポンプ（図示略）が接続されている。真空ポンプは、ガス抜き弁装置１４が開弁している状態において、第１キャビティ１０内のガスを鋳型装置８の外部へ吸い出すようになっている。ガス抜き弁装置１４は、ガス抜き通路１６に溶湯が流入して、その溶湯がガス抜き弁装置１４に到達するまでは開弁して、第１キャビティ１０内のガスが通過可能となっているが、溶湯がガス抜き弁装置１４に到達すると閉弁し、ガスおよび溶湯の通過を阻止する。

図４，５に示されるように、可動型８２は、固定型８１に対して所定の間隔を隔てて対向配置される第１可動型８２ａと、固定型８１と第１可動型８２ａとの間に配置される４つの可動型（スライド型）とを有する。これら４つの可動型（スライド型）のうち、２つの可動型（第２可動型８２ｂおよび第３可動型８２ｃ）のみを図示し、他の２つの可動型（第４可動型および第５可動型）の図示は省略する。

第１可動型８２ａは、固定型８１に対して接近／離間する方向に移動可能となっており、固定型８１に最も接近した状態では、第２可動型８２ｂ、第３可動型８２ｃ、第４可動型および第５可動型と組み合わされた状態となる（図４，５参照）。第１可動型８２ａは、シリンダブロック１の上面を成形し、第２可動型８２ｂ、第３可動型８２ｃ、第４可動型および第５可動型は、シリンダブロック１の４つの側面を成形する。

第２可動型８２ｂと第３可動型８２ｃは、互いに接近／離間する方向に移動可能となっており、互いに最も接近した状態では、各々が固定型８１と組み合わされた状態となる（図４，５参照）。図９に示されるように、第３可動型８２ｃは、リブ成形領域１０ａ，１０ｂを形成する凹部１８ａ，１８ｂを有している。なお、リブ成形領域は、シリンダブロック１の他の側面にリブを形成する際にも適用可能である。

第４可動型と第５可動型は、互いに接近／離間する方向に移動可能となっており、互いに最も接近した状態では、各々が固定型８１と組み合わされた状態となる。

第１可動型８２ａの移動方向は、第２可動型８２ｂ、第３可動型８２ｃ、第４可動型、および第５可動型の各々の移動方向と直交する。さらに、第２可動型８２ｂおよび第３可動型８２ｃの移動方向は、第４可動型および第５可動型の移動方向と直交する。

図４，５に示されるように、１つの固定型８１と５つの可動型とを組み合わせることにより、これら６つの型の間に、シリンダブロック１を鋳造する第１キャビティ１０が形成されるとともに、型８１，８２ａの間に、固定壁用中子９ａおよび取付ボス用中子９ｂを鋳造する第２キャビティ１３（１３ａ，１３ｂ）と、上記ガス抜き通路１６とが形成される。

図９に示されるように、第１キャビティ１０は、固定壁補強用リブ５を鋳造するリブ成形領域１０ａと、取付ボス補強用リブ７を鋳造するリブ成形領域１０ｂとを有している。リブ成形領域１０ａ，１０ｂは、本発明の「補強壁部成形領域」に相当する。

さらに、第１キャビティ１０は、固定壁用中子９ａの位置決め用凸部９３と嵌合可能な位置決め用凹部１０ｃと、取付ボス用中子９ｂの位置決め用凸部９４と嵌合可能な位置決め用凹部１０ｄとを有している。位置決め用凸部９３が位置決め用凹部１０ｃに嵌め込まれることにより、固定壁用中子９ａが位置決めされ、位置決め用凸部９４が位置決め用凹部１０ｄに嵌め込まれることにより、取付ボス用中子９ｂが位置決めされる。

なお、位置決め用凸部９３および位置決め用凹部１０ｃは、可動型８２を型開きする際に位置決め用凹部１０ｃから位置決め用凸部９３を取り出せるような形状に形成されている。同様に、位置決め用凸部９４および位置決め用凹部１０ｄは、可動型８２を型開きする際に位置決め用凹部１０ｄから位置決め用凸部９４を取り出せるような形状に形成されている。

次に、鋳型装置８および中子９を用いたシリンダブロック１の製造方法について説明する。

上記製造方法は、概略的には、図１０に示されるように、第１工程と、第２工程と、第２工程の後に繰り返される工程とを含む。すなわち、上記製造工程は、固定壁補強用リブ５および取付ボス補強用リブ７に開口部が形成されていない１番目のシリンダブロック１および中子９（９ａ，９ｂ）を製造する第１工程と、第１工程で鋳造された１番目の中子９を用いて、固定壁補強用リブ５および取付ボス補強用リブ７に開口部２（２ａ，２ｂ）が形成された２番目のシリンダブロック１と２番目の中子９（９ａ，９ｂ）とを製造する第２工程と、ｎ番目（ｎは２以上の整数、２を初期値とする）に製造された中子９を用いて、固定壁補強用リブ５および取付ボス補強用リブ７に開口部２（２ａ，２ｂ）が形成された（ｎ＋１）番目のシリンダブロック１と（ｎ＋１）番目の中子９（９ａ，９ｂ）とを製造する工程とを含み、ｎを初期値から順次繰り上げつつ当該工程を繰り返すという方法である。以下、具体的に説明する。

まず、固定型８１、可動型８２ａ，８２ｂ，８２ｃを組み合わせた状態の鋳型装置８を準備する（図４，５参照）。そして、ガス抜き弁装置１４が開弁した状態で、真空ポンプを作動させて、第１キャビティ１０および第２キャビティ１３内の空気を外部へ排出する。つまり、真空ポンプを作動させることにより、ガス抜き通路１６を通じて第１キャビティ１０および第２キャビティ１３内の空気が排出され、これにより、第１キャビティ１０および第２キャビティ１３内が低圧状態となる。

次いで、真空ポンプを作動させたまま、湯口部１２から湯道部１１を通じて第１キャビティ１０、ガス抜き通路１６、および第２キャビティ１３内にアルミニウム合金等の溶湯を注湯する（圧入する）。第１キャビティ１０および第２キャビティ１３内が低圧状態となっているため、第１キャビティ１０および第２キャビティ１３内への溶湯の流入が促進される。さらに、第１キャビティ１０よりも溶湯流れ方向下流側に、ガス抜き通路１６および第２キャビティ１３が設けられているため、第１キャビティ１０への溶湯の流入抵抗が低減され、溶湯の流入がさらに促進される。

溶湯がガス抜き弁装置１４に到達すると、ガス抜き弁装置１４が閉弁し、ガス抜き弁装置１４からのガスおよび溶湯の流出が阻止される。第１キャビティ１０および第２キャビティ１３内に溶湯が充填され、注湯が終了すると、充填された溶湯は冷却されて凝固（固化）する。第１キャビティ１０内での凝固により１番目の鋳造品である第１鋳造品（第１シリンダブロック１）を鋳造するとともに、第２キャビティ１３での凝固により１番目の中子である第１中子９（９ａ，９ｂ）を鋳造する。

次いで、可動型８２ａを固定型８１から離間する方向に移動させ（型開き）、さらに、可動型８２ｂ，８２ｃを互いに離間する方向に移動させる（型開き）とともに、押出機構を作動させることにより、鋳型装置８から第１シリンダブロック１および第１中子９（９ａ，９ｂ）を取り出す。ここまでの一連の工程が、第１工程である。

次いで、第１工程で鋳造された第１中子９ａを第１キャビティ１０内のリブ成形領域１０ａ内に配置し、第１中子９ｂをリブ成形領域１０ｂ内に配置する。

次いで、可動型８２ｂ，８２ｃを互いに接近する方向に移動させ（型閉じ）、さらに、可動型８２ａを固定型８１に接近する方向に移動させる（型閉じ）ことにより、固定型８１、可動型８２ａ，８２ｂ，８２ｃを組み合わせた状態の鋳型装置８を再度準備（図４，５参照）する。そして、ガス抜き弁装置１４が開弁した状態で、真空ポンプを作動させて、第１キャビティ１０および第２キャビティ１３内の空気を外部へ排出する。

次いで、真空ポンプを作動させたまま、湯口部１２から湯道部１１を通じて第１キャビティ１０、ガス抜き通路１６、および第２キャビティ１３内にアルミニウム合金等の溶湯を注湯する（圧入する）。溶湯がガス抜き弁装置１４に到達すると、ガス抜き弁装置１４が閉弁し、ガス抜き弁装置１４からのガスおよび溶湯の流出が阻止される。第１キャビティ１０および第２キャビティ１３内に溶湯が充填され、注湯が終了すると、充填された溶湯は冷却されて凝固（固化）する。第１キャビティ１０内での凝固により２番目の鋳造品である第２鋳造品（第２シリンダブロック１）を鋳造するとともに、第２キャビティ１３内での凝固により２番目の中子である第２中子９（９ａ，９ｂ）を鋳造する。

次いで、鋳型装置８から第２シリンダブロック１および第２中子９（９ａ，９ｂ）を取り出す。そして、第２シリンダブロック１から第１中子９（９ａ，９ｂ）を除去する。具体的には、例えば、バイブレータ装置を用いて固定壁補強用リブ５に振動を与えることにより、固定壁補強用リブ５から第１中子９ａを除去し、取付ボス補強用リブ７に振動を与えることにより、取付ボス補強用リブ７から第１中子９ｂを除去する。或いは、開口部２ａに嵌まり込んだ状態の第１中子９ａを開口部２ａの貫通方向に押圧することにより、固定壁補強用リブ５から第１中子９ａを除去し、開口部２ｂに嵌まり込んだ状態の第１中子９ｂを開口部２ｂの貫通方向に押圧することにより、取付ボス補強用リブ７から第１中子９ｂを除去する。これにより、開口部２（２ａ，２ｂ）から第１中子９（９ａ，９ｂ）が除去されたシリンダブロック１を製造する。第１工程後のここまでの一連の工程が、第２工程である。

次いで、ｎ番目（ｎは２以上の整数であって、２を初期値とする）の中子である第ｎ中子９ａを第１キャビティ１０内のリブ成形領域１０ａ内に配置し、第ｎ中子９ｂをリブ成形領域１０ｂ内に配置する。

次いで、可動型８２ａ，８２ｂ，８２ｃを型閉じ方向に移動させて、固定型８１、可動型８２ａ，８２ｂ，８２ｃを組み合わせた状態の鋳型装置８を再度準備する（図４，５参照）。そして、ガス抜き弁装置１４が開弁した状態で、真空ポンプを作動させて、第１キャビティ１０および第２キャビティ１３内の空気を外部へ排出する。

次いで、真空ポンプを作動させたまま、湯口部１２から湯道部１１を通じて第１キャビティ１０、ガス抜き通路１６、および第２キャビティ１３内にアルミニウム合金等の溶湯を注湯する（圧入する）。溶湯がガス抜き弁装置１４に到達すると、ガス抜き弁装置１４が閉弁し、ガス抜き弁装置１４からのガスおよび溶湯の流出が阻止される。第１キャビティ１０および第２キャビティ１３内に溶湯が充填され、注湯が終了すると、充填された溶湯は冷却されて凝固（固化）する。第１キャビティ１０内での凝固により（ｎ＋１）番目の鋳造品である第（ｎ＋１）鋳造品（第（ｎ＋１）シリンダブロック１）を鋳造するとともに、第２キャビティ１３内での凝固により（ｎ＋１）番目の中子である第（ｎ＋１）中子９（９ａ，９ｂ）を鋳造する。

次いで、鋳型装置８から第（ｎ＋１）シリンダブロック１および第（ｎ＋１）中子９（９ａ，９ｂ）を取り出す。そして、第２シリンダブロック１から第ｎ中子９（９ａ，９ｂ）を除去する。これにより、開口部２（２ａ，２ｂ）から第ｎ中子９（９ａ，９ｂ）が除去されたシリンダブロック１を製造する。第２工程後のここまでの一連の工程を、ｎを初期値２から１つずつ繰り上げつつ繰り返す。

（本実施形態の作用効果）
本実施形態によれば、シリンダブロック１を鋳型装置８から取り出した後に当該シリンダブロック１から中子９を除去することで、軽量化を目的とする開口部２が形成されるため、開口部２がアンダーカットとなっている場合であっても、崩壊性の中子を用いることなく、開口部２を容易に形成することができる。さらに、鋳造された中子９を用いて開口部２が形成されるため、中子９の強度が高い。従って、鋳型装置８内に溶湯が高速で射出される場合であっても中子９が破損することがなく、シリンダブロック１を適切に製造することができる。しかも、鋳型装置８でシリンダブロック１を鋳造すると同時に、当該鋳型装置８により、次回以降のシリンダブロック１の鋳造で使用される中子９をシリンダブロック１と同一材料で製造することができるため、シリンダブロック１と中子９とを容易かつ効率よく製造することができる。

また、本実施形態によれば、鋳型装置８でシリンダブロック１を鋳造すると同時に、当該鋳型装置８により、次回のシリンダブロック１の鋳造で使用される中子９をシリンダブロック１と同一材料で製造する工程が繰り返されるため、効率のよい鋳造品および中子の製造を継続することができる。しかも、最新の中子９を用いて開口部２が形成されるため、開口部２を精度よく形成することができる。

また、本実施形態によれば、鋳抜きピン或いは鋳抜き型では開口部２を形成することが難しい板状の固定壁補強用リブ５および取付ボス補強用リブ７であっても、その固定壁補強用リブ５および取付ボス補強用リブ７に、鋳造で得られた中子９の除去によって開口部２を容易に形成することができる。さらに、開口部２を形成することにより、固定壁補強用リブ５および取付ボス補強用リブ７を軽量化することができる。

また、本実施形態によれば、第１キャビティ１０への溶湯の流入を促進し、第１キャビティ１０の隅々まで速やかに溶湯を流入させて、シリンダブロック１の生産効率を高めるとともに、シリンダブロック１の品質を高めることができる。

また、本実施形態によれば、一対のガス抜き弁装置１４の間のスペースに、第２キャビティ１３をコンパクトに配置することができる。

なお、上記実施形態では、シリンダブロック１を製造しているが、これに限定されず、シリンダヘッドや、他の種類の鋳造品を製造してもよい。

また、上記実施形態では、固定壁補強用リブ５等に開口部２（貫通孔）を形成しているが、凹部（非貫通孔）を形成してもよい。

また、上記実施形態では、第１工程において、リブ成形領域１０ａ，１０ｂ内に中子を配置していないが、他の鋳型装置で鋳造された中子を第１工程においてリブ成形領域１０ａ，１０ｂ内に配置してもよい。この場合には、第１工程により、固定壁補強用リブ５および取付ボス補強用リブ７に開口部が形成されたシリンダブロック１を製造することができる。

１シリンダブロック（鋳造品）
２開口部（孔部）
５固定壁補強用リブ（補強壁部）
７取付ボス補強用リブ（補強壁部）
８鋳型装置（鋳型）
９中子
９ａ固定壁用中子
９ｂ取付ボス用中子
１０第１キャビティ
１１湯道部
１３第２キャビティ
１４ガス抜き弁装置
１６ガス抜き通路

Claims

孔部を有する鋳造品の製造方法であって、
前記鋳造品を鋳造する第１キャビティと、前記孔部を形成するための中子を鋳造する第２キャビティとを有する鋳型を用いて、前記第１キャビティにより１番目の鋳造品である第１鋳造品を鋳造するとともに前記第２キャビティにより１番目の中子である第１中子を鋳造し、前記鋳型から前記第１鋳造品および前記第１中子を取り出す第１工程と、
前記第１工程で鋳造された前記第１中子を前記第１キャビティ内の所定箇所に配置した後に、前記第１キャビティにより２番目の鋳造品である第２鋳造品を鋳造するとともに前記第２キャビティにより２番目の中子である第２中子を鋳造し、前記鋳型から前記第２鋳造品および前記第２中子を取り出し、前記第２鋳造品から前記第１中子を除去することにより、孔部を有する鋳造品を製造する第２工程とを含み、
前記鋳造品は、エンジンのシリンダブロックであってその側面に厚み方向に貫通する貫通孔を有する板状の補強用リブが一体に形成されるものであり、
前記鋳型として、前記第１キャビティに前記補強用リブを形成するための補強壁部成形領域が形成された鋳型を用い、
前記第２工程以降の工程では、前記補強壁部成形領域内に、前記第２キャビティにより鋳造された中子を配置することを特徴とする、鋳造品の製造方法。
ｎ番目（ｎは２以上の整数であって、２を初期値とする）の中子である第ｎ中子を前記第１キャビティ内の所定箇所に配置した後に、前記第１キャビティにより第（ｎ＋１）番目の鋳造品である第（ｎ＋１）鋳造品を鋳造するとともに前記第２キャビティにより第（ｎ＋１）番目の中子である第（ｎ＋１）中子を鋳造し、前記鋳型から前記第（ｎ＋１）鋳造品および前記第（ｎ＋１）中子を取り出し、前記第（ｎ＋１）鋳造品から前記第ｎ中子を除去することにより、孔部を有する鋳造品を製造する工程をさらに含み、ｎを初期値から順次繰り上げつつ当該工程を繰り返すことを特徴とする、請求項１に記載の鋳造品の製造方法。
前記鋳型として、前記第１キャビティに溶湯を供給する湯道部と、前記第１キャビティよりも溶湯流れ方向の下流側に設けられる通路であって、当該通路に溶湯が流入する前に前記第１キャビティ内のガスを排出するガス抜き通路とを有し、前記ガス抜き通路の中途部と前記第２キャビティとが連通する鋳型を用いることを特徴とする、請求項１又は２に記載の鋳造品の製造方法。
前記鋳型は、前記ガス抜き通路に、互いに間隔を隔てて配置される１対のガス抜き弁装置を有し、前記一対のガス抜き弁装置の間に前記第２キャビティが設けられているものであることを特徴とする、請求項３に記載の鋳造品の製造方法。