JP7015162B2

JP7015162B2 - シリンダブロックの製造方法

Info

Publication number: JP7015162B2
Application number: JP2017242812A
Authority: JP
Inventors: 正弘前田
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2022-02-02
Anticipated expiration: 2037-12-19
Also published as: JP2019108851A

Description

この発明は、シリンダブロックの製造方法に関し、特に、シリンダヘッドに供給されたオイルをオイルパンに落とすオイル落とし通路を有するシリンダブロックの製造方法に関する。

この種の製造方法の一例が、特許文献１に開示されている。この文献によれば、オイルパンから動弁室に供給されたオイルをオイルパンに戻すオイル戻し孔の内壁に、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂がコーティングされる。これによって、ブローバイガスやオイルに含まれる炭素含有物などが、オイル戻し孔の内壁に固着しにくくなる。

実用新案登録第３１７６７２７号公報

しかし、特許文献１は、液状塗料や紛体塗料の薄膜をコーティングすることで内壁への炭素含有物の付着を防止しようとするものであり、薄膜に断熱性能を期待することはできない。この結果、特許文献１の技術では、外気により冷却された内壁からの伝熱によりオイル落とし通路内のオイルの冷却度合いがばらつき、ひいては当該オイルの温度がばらつくおそれがある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、落とし通路内のオイルの温度がばらつく懸念を軽減し、吐出オイル油温を適性に管理することにより、燃費の悪化が抑制できる、シリンダブロックの製造方法を提供することである。

この発明に係るシリンダブロックの製造方法は、シリンダヘッドに供給されたオイルをオイルパンに落とすオイル落とし通路を有するシリンダブロックの製造方法であって、オイル落とし通路には、シリンダブロック素体の内壁に、樹脂層が形成されており、樹脂層は、射出成型によって形成され、射出成型は、オイル落とし通路のシリンダブロック素体よりも僅かに小さい通路部と、通路部よりも大きく、オイル落とし通路の下端でシリンダブロック素体と嵌合し、オイル落とし通路と通路部との間の射出空間を密閉する本体部と、によって形成された下側金型と、下側金型の通路部の先端と嵌合する嵌合部と、射出空間に樹脂を注入可能な貫通孔と、が形成された上側金型とを用い、オイル落とし通路に下側金型の通路部を先端から挿入して、本体部をシリンダブロック素体と嵌合し、上側金型の嵌合部を通路部の先端と嵌合した状態で、貫通孔から射出空間に、熱で溶融された樹脂を注入して行う、シリンダブロックの製造方法である。

射出成型を行うことで、オイル落とし通路の内壁に厚肉の樹脂層を形成することができる。この結果、内壁からの伝熱によりオイル落とし通路内のオイルの冷却度合いがばらつき、ひいては当該オイルの温度がばらつく懸念が軽減される。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この実施例のエンジンの要部構成を示す図解図である。（Ａ）は鋳造・下処理工程を示す図解図であり、（Ｂ）は金型装着工程を示す図解図であり、（Ｃ）は樹脂注入工程を示す図解図である。（Ａ）は鋳造・下処理工程を示す図解図であり、（Ｂ）はブロー成型準備工程を示す図解図であり、（Ｃ）はブロー成型工程を示す図解図である。

図１を参照して、この実施例のエンジン１０は、車両に搭載されるエンジンであり、シリンダブロック１２を備える。シリンダブロック１２の上部にはシリンダヘッド１４が載置され、シリンダブロック１２の下部にはエンジンオイル１８が貯められたオイルパン１６が配される。ここで、シリンダブロック１２およびシリンダヘッド１４は金属製（アルミ製）であり、オイルパン１６は樹脂製である。なお、オイルパン１６は、断熱性能を発揮する限り、金属製の基体の表面に樹脂層を形成したものであってもよい。

シリンダブロック１２は、図示しないピストンが収められるシリンダボア２０と、シリンダボア２０を冷却する冷却水が充填されるウォータージャケット２２と、シリンダヘッド１４に供給されたエンジンオイル１８をオイルパン１６の落とすためのオイル落とし通路部２４と、図示しないクランクシャフトが収められるクランク室２８とを有する。

シリンダボア２０，ウォータージャケット２２およびオイル落とし通路２４は、シリンダブロック１２の上面から下方向に延在する。ただし、シリンダボア２０およびオイル落とし通路２４はクランク室２８にまで達するのに対して、ウォータージャケット２２は、シリンダボア２０の下方において底部を有する。

シリンダブロック１２を上方から眺めたとき、シリンダボア２０は同径の真円を描き、ウォータージャケット２２は当該真円を囲むように形成される。また、オイル落とし通路２４は、ウォータージャケット２２の外側に形成される。

オイルパン１６に貯められたエンジンオイル１８は、図示しないオイルポンプにより吐出され、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの各部を潤滑する過程において受熱し、エンジン内を循環する冷却水によって冷却される。暖気後においては、エンジンオイル１８は８０℃～１００℃の冷却水との間で熱交換を施され、これによってエンジンオイル１８の温度は、約１１０℃付近の適温に保たれる。しかし、高負荷走行時には、冷却水の温度を制御していてもエンジン１０の熱負荷によってエンジンオイル１８の温度が上昇しがちである。エンジンの熱負荷増による油温上昇を抑えて最適油温に保つには、オイルクーラを設けることが有効である。

シリンダブロック１２は熱伝導性に優れる金属を素材とするため、外気温がシリンダブロック１２を介してオイル落とし通路部２４内のエンジンオイル１８に伝達されると、エンジンオイル１８の温度が低温側ばらつく懸念がある（外気温はオイル温に対して低いので）。たとえば、冬季だと、エンジンオイル１８が過度に冷却される。なお、過冷却されたエンジンオイル１８の温度をオイルクーラによって適温に調整することは不可能である。

そこで、この実施例のシリンダブロック１２では、オイル落とし通路２４の内壁に厚肉の樹脂層２６を形成し、壁面の断熱効果を高めることで、伝熱を抑制するようにしている。この結果、内壁に蓄積された外気温がオイル落とし通路２４内のエンジンオイル１８に伝達されて、エンジンオイル１８の温度が過度に低温側にばらつく懸念が軽減される。

樹脂層２６は、ポリプロピレンまたはナイロン等を素材とし、射出成型（厳密にはインサート成型）またはブロー成型によってオイル落とし通路２４の内壁に形成される。射出成型を行う場合、樹脂層２６は図２（Ａ）～図２（Ｃ）に示す工程を経て形成される。また、ブロー成型を行う場合、樹脂層２６は図３（Ａ）～図３（Ｃ）に示す工程を経て形成される。

射出成型の場合は、まず、シリンダブロック１２の素体が鋳造・下処理工程において鋳造・下処理される（図２（Ａ）参照）。続く金型装着工程では、金型３０および３２がシリンダブロック１２の素体に装着される（図２（Ｂ）参照）。

ここで、金型３０は、通路部３０ａおよび本体部３０ｂによって形成される。通路部３０ａは、オイル落とし通路部２４のシリンダブロック１２の素体よりも僅かに小さく、オイル落とし通路部２４の全長よりも僅かに長い全長を有する。一方、本体部３０ｂは、オイル落とし通路部２４よりも大きく、オイル落とし通路２４部の下端でシリンダブロック１２の素体と嵌合する形で射出空間を密閉する。また、金型３０は、通路部３０ａの先端を上に向けた状態でクランク室２８側からオイル落とし通路２４に挿入される。

一方、金型３２は、通路部３０ａよりも大きく、金型３２の一方端面には、通路部３０ａの先端と嵌合する形状の凹部ＣＣ１と、金型３２の側面に達する貫通孔ＨＬ１とが形成される。また、貫通孔ＨＬ１の一方端は、凹部ＣＣ１よりも外径側に配される。金型３２は、オイル落とし通路２４から上方に突出した通路部３０ａの先端に凹部ＣＣ１を嵌合した状態で、シリンダブロック１２の上側に配される。

図２（Ｃ）に示す樹脂注入工程では、熱で溶融された樹脂が貫通孔ＨＬ１から注入される。注入された樹脂は、通路部３０ａとオイル落とし通路２４との隙間に充填される。充填された樹脂が固まると、樹脂層２６が得られる。

樹脂層２６は、オイル落とし通路２４の内壁面に形成された微視的な凹凸に樹脂が入り込むアンカー効果によって、当該内壁面とハイブリッド結合（密着接合）される。この結果、樹脂層２６のガタツキによる異音を防止できる。また、樹脂層２６がオイル落とし通路部２４の強度を分担するため、オイル落とし通路部２４の厚みの薄肉化・軽量化が図られる。

なお、樹脂層２６の厚みつまり断熱量は、金型３０の通路部３０ａとオイル落とし通路部２４間の隙間よって規定される。ハイブリッド接合が完了すると、シリンダブロック１２の素体の上面が、図示しないフライスによって樹脂層２６ごと加工される。

ブロー成型の場合は、まず、樹脂層２６が未形成の状態のシリンダブロック１２が鋳造・下処理工程において鋳造・下処理される（図３（Ａ）参照）。次に、ブロー成型装置３４とカッター３８とが、ブロー成型準備工程において準備される（図３（Ｂ）参照）。ここで、ブロー成型装置３４はオイル落とし通路部２４の上方に配され、カッター３８はオイル落とし通路２４の下端に配される。また、熱で軟化した有底パリソンは、ブロー成型装置３４からオイル落とし通路部２４に向けて挿入される。

図３（Ｃ）に示すブロー成型工程では、有底パリソンに空気が吹き込まれる。有底パリソンは、オイル落とし通路部２４の内壁面に押し付けられ、当該内壁面に形成された微視的な凹凸に樹脂が入り込むアンカー効果によって、当該内壁面とハイブリッド結合（密着接合）される。有底パリソンが固まると、カッター３８によって不要な樹脂が切り落とされる。この結果、樹脂層２６が得られる。なお、樹脂層２６の厚みつまり断熱量は、ブロー成型装置３４によって調整される。ハイブリッド接合が完了すると、シリンダブロック１２の素体の上面が、図示しないフライスによって樹脂層２６ごと加工される。

以上のように、樹脂層２６は、射出成型またはブロー成型によって、オイル落とし通路２４の内壁に厚肉に形成される。この結果、オイル落とし通路２４の内壁に蓄積された外気熱がオイル落とし通路２４内のエンジンオイル１８に伝達されて、エンジンオイル１８の温度が過度に低温側にばらつく懸念を軽減することができる。また、壁面の断熱効果を高め伝熱を抑制することで減少するオイル冷却量は冷却系の強化（ウォータポンプの流量アップ等）で行うよりも、オイルクーラの放熱量の適正な設定でコントロールすることが望ましい。

１０ …エンジン
１２ …シリンダブロック
１４ …シリンダヘッド
１６ …オイルパン
１８ …エンジンオイル
２４ …オイル落とし通路
２６ …樹脂層
３０，３２ …金型
３４ …ブロー成型装置
３８ …カッター

Claims

シリンダヘッドに供給されたオイルをオイルパンに落とすオイル落とし通路を有するシリンダブロックの製造方法であって、
前記オイル落とし通路には、シリンダブロック素体の内壁に、樹脂層が形成されており、
前記樹脂層は、射出成型によって形成され、
前記射出成型は、
前記オイル落とし通路の前記シリンダブロック素体よりも僅かに小さい通路部と、前記通路部よりも大きく、前記オイル落とし通路の下端で前記シリンダブロック素体と嵌合し、前記オイル落とし通路と前記通路部との間の射出空間を密閉する本体部と、によって形成された下側金型と、
前記下側金型の前記通路部の先端と嵌合する嵌合部と、前記射出空間に樹脂を注入可能な貫通孔と、が形成された上側金型とを用い、
前記オイル落とし通路に前記下側金型の前記通路部を先端から挿入して、前記本体部を前記シリンダブロック素体と嵌合し、前記上側金型の嵌合部を前記通路部の先端と嵌合した状態で、前記貫通孔から前記射出空間に、熱で溶融された樹脂を注入して行う、シリンダブロックの製造方法。