JPH01289555A - シリンダブロック鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はウォータジャケットを備えたシリンダブロック
の鋳造方法に関する。

（従来の技術） 多気筒エンジン本体の主要部を成すシリンダブロックは
、複数のシリンダの回りを環状に覆うウォータジャケッ
トを備える。このような構成をとるシリンダブロックを
従来鋳造する場合、鉄系鋳物を得るには主に重力鋳造法
を用い、アルミ合金鋳物を得るには、主にダイカスト法
を用いていた。

ところで、アルミ合金を用いた高圧ダイカスト法はサイ
クルタイムが短く、この方法によりシリンダブロックを
鋳造すると生産性が高く、コスト的に有利である。しか
し、この方法の場合、オープンデツキタイプのシリンダ
ブロックの製造は容易であるが、クローズドデツキタイ
プのシリンダブロックの製造は下記の問題を有していた
。

即ち、第８図に示すように、オープンデツキタイプのシ
リンダブロック１はその頭部外壁２にウォータジャケッ
ト３の開口が環状に連続して形成されたもので、ウォー
タジャケット対向空間を形成する中子を可動型側に一体
的に形成８来るという利点がある。しかし、このオープ
ンデツキタイプのシリンダブロックはシリンダブロック
頭部の剛性が比較的弱いという問題がある。

これに対して、第９図に示すようなりローズドブツキタ
イプのシリンダブロックはその頭部外壁２に複数の長形
開口３０１と複数の連結壁部４とを交互に環状に配列し
た構成を採っており、この連結壁部４がシリンダブロッ
ク１の内、外壁の頭部を一体結合するため、これが剛性
を強化するよう働くという利点がある。

（発明が解決しようとする課題） ところで、クローズドデツキタイプのシリンダブロック
は、従来、重力鋳造等により砂中子を用い鉄系鋳物とし
て鋳造され、あるいは、耐圧中子を利用したスクイース
キヤスティング法等により、アルミ合金鋳物として鋳造
されている。

しかし、ここで、耐圧砂中子を使用するスクイースキヤ
スティング法を用いた場合、生産性は比較的良いが、下
記の点で問題がある。

即ち、クローズドデツキタイプのシリンダブロックの製
造時には、熱伝導性の良くない耐圧性コーティングを行
った砂中子を使用するので、鋳造後の冷却過程で指向性
凝固がなされず、鋳造欠陥を防ぐ処理が必要となる。こ
の場合、金型温度を精度良くコントロールする必要があ
り、装置の複雑化と煩雑な管理とが必要となる。

更に、このような耐圧砂中子はその強度が低く、溶湯圧
力を偏って受けると、これが破損し、特に、溶湯の充填
時、及び、高圧加圧時には偏荷重を生じないよう配慮す
る必要がある。この場合、直列多気筒のシリンダブロッ
クの鋳造時には、構造上中子に偏荷重が加わることが少
なく、溶湯充填や加圧を行うことが容易であったが、Ｖ
型シリンダブロックの場合には、中子何面に大きな偏荷
重が加わり易く、中子の破損を防ぐことが、困難であっ
た。

更に、中子支持方法に制約（ノウハウ）があり、支持方
法が悪いと、容易に中子は破損する。

このような状況下にあるスクイズキャスティング法に対
して、より充填速度が早く、しかも鋳込み圧力の大きい
普通ダイカスト法を用いた場合は、更に、偏荷重による
中子の破損を避けることが困難であり、実施不可能であ
った。

そこで、本発明の目的は、中子破損を防止できると共に
、ダイカスト法を利用出来るシリンダブロック鋳造方法
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によるシリンダブロック鋳造方法は、シリンダを
環状に囲むウォータジャケットの頭部がシリンダブロッ
クの頭部外壁に形成される複数の開口と複数の連結壁部
とを交互に配列することによりクローズドデツキ化して
構成されたシリンダブロックの鋳造方法であって、上記
シリンダブロックの内壁を形成する固定型と、上記シリ
ンダブロックの外壁を形成する一対の可動サイド型と、
上記シリンダブロックの頭部外壁を形成すると共に上記
ウォータジャケットの対向空間を順次櫛歯状に埋める複
数の突板部を突設した可動型と、上記ウォータジャケッ
トの対向空間上で互いに隣り合う各一対の上記突板部の
間に嵌着可能な複数の組込中子とを備えたダイカスト装
置を用い、上記シリンダブロックの鋳造工程に先立つ中
子組込工程では、互いに隣合う各一対の上記突板部の間
隙に上記連結壁部の対応空間を外して上記組込中子がそ
れぞれ嵌着されることを特徴とする。

（作　　用） ダイカスト装置を用いてのシリンダブロックの鋳造工程
に先立つ中子組込工程において、互いに隣合う各一対の
突板部の各間隙に対して、それぞれ組込中子を嵌着させ
る。この場合、連結壁部の対応空間を外しておく。その
上で、型締め、溶湯注入、型開き等の鋳造工程を行うが
、型開きの際、連結壁部により移動出来ない組込中子を
鋳物内に放置したままで可動型が分離される。

（実　施　例） 本発明によるシリンダブロック鋳造方法では第１図のダ
イカスト装置を使用し、第９図に示したクローズドデツ
キタイプの、即ち、頭部外壁２に連結壁部４を備えたタ
イプの直列４気筒シリンダブロツクＷを鋳造する。

ここで第１図のダイカスト装置は、基台１０に固定され
る固定型１１と、左右に分離する一対の可動サイド型（
以後単にサイド型と記す）１２と、上方に分離する可動
上型（以後単に上型と記す）１３と、前後に分離する可
動前後型（以後単に前後型と記す）１４と、各可動型の
型締め装置としての上シリンダ１５、サイドシリンダ１
６、前後シリンダ１７及び図示しない油圧制御系と、サ
イド型支持装置１８と、溶湯供給装置１９とで構成され
ている。

固定型１１はシリンダブロックＷのクランクケース対向
空間部１１１と、上部がクランクケースカバ一対向空間
に達し、下端が溶湯供給手段１９の溝路２１に達する注
湯口２０とが形成されている。

ここで、溶湯供給手段１９は周知のダイカスト用圧送ポ
ンプを駆動して鋳込み温度に達しているアルミ合金の溶
湯をキャビティーとしてのシリンダブロック対向空間Ｃ
に高圧で圧送する周知の構成のものが採用される。

一対のサイド型１２．１２はシリンダブロックＷの、左
右外側壁を形成するもので、型締め時（第１図に実線で
示す位置にある時）には固定型１１上に載置され、かつ
、図示しない可動連結ピンにより上型１３に連結可能に
構成されている。各サイド型１２゜１２はその側壁部分
に係止突部１２１が突設されており、ここは後述の係止
金具２２が上方より嵌挿可能に形成されている。

このようなサイド型１２の両側端には、第２図に示すよ
うに、水平に切欠された段部が形成され、その下向き面
２３はサイド型支持装置１８によりガイド線りに沿って
摺動支持される。

ここで一対の係止金具２２はそれぞれ各サイドシリンダ
１６により係止位置Ｐ１と分離位置Ｐ２とに切り替え移
動される。このサイドシリンダ１６は図示しない基台側
に支持されており、サイド型１２が型締め位置Ｐ３から
上昇して、係止金具２２に係止されるガイド位置Ｐ４に
達すると、これに連動してサイド型１２はサイド型支持
装置１８の働きによりガイド線り上に支持され、このガ
イド線りの方向に適時に摺動される。

サイド型支持装置１８は多数のローラ３０を一列状に枢
支したレール３１と、このレール３１を回動端に固定し
、枢支端を図示しない回動手段に取付けたアーム３２と
を備える。この装置はレール３１を図示しない退却位置
より適時に第２図に二点鎖線で示す支持位置Ｐ５に切り
替え保持でき、この支持位１ｔＰ５のレール３１はガイ
ド位置Ｐ４に達した一対のサイド型１２をガイド線りに
沿って摺動自在に支持できる。

一対の前後型１４は前後シリンダ１７により、適時に前
後に分割移動され、シリンダブロックＷの前後外信壁を
形成する。

上型１３は上定盤２４側に固着されており、この上定盤
２４は上シリンダ１５により上下動可能に支持され、上
シリンダ１５は支持枠２５を介して図示しない基体側に
固定されている。

上定盤２４及び上型１３は複数本の押出しピン２６を上
下動自在に貫通支持しており、各ピンはピン台２７を介
して、複数のガイド柱２８に支持されている。

ピン台２７は上定盤２４に支持された押出しシリンダ２
９により上下操作されることにより、各ピン２６の下端
を適時にシリンダブロックＷに当てて下方に押し出すよ
う作動できる。

ところで、上型１３はシリンダブロックＷの頭部外壁及
びウォータジャケット対向空間を形成するもので、第３
図、第４図に示すように、定盤部１３１と、突板部１３
２とで形成されている。

各突板部１３２は平面視において第４図に示すように間
歇的に順次環状に配設されている。シリンダブロックＷ
内のウォータジャケットは４つのシリンダを平面視にお
いて環状に覆う形状を成すことより、各突板部１３２は
ウォータジャケットをほぼ当間隔で多数に縦割すしたし
た空間を間歇的に覆っており、即ちウォータジャケット
対向空間を櫛歯状に埋めるよう、順次定盤部１３１の下
面より延出されている。なお、各突板部１３２は型抜き
勾配を与えられており、上端幅ａより下端＠ｂが小さく
形成されている。しかも、両側端面にはその長手方向に
沿って直状の凹部１３３が形成されている。

ところで、互いに隣合う一対の突板部１３２間にはこの
間隙を埋めるべく、組込中子としての耐圧砂中子３３が
嵌挿され、これにより、ウォータジャケット対向空間全
体を形成できる。各耐圧砂中子３３は第５図、第６図に
示すように、幅方向に湾曲した長板状を呈し、上端幅Ｃ
が下端幅ｄより、小さく形成され、突板部１３２の抜取
りの容易化を図っている。

ここで、各耐圧砂中子３３は全て同一形状を成すよう設
定されており、これにより、作業性向上を図っている。

しかも、第６図に示すように耐圧砂中子３３の両側端面
には直状の突部３４が突き出し形成されている。この突
部３４は突板部１３２の凹部１３３に嵌合する形状を呈
している。しかも、耐圧砂中子３３はその長さＬｌが突
板部１３２の長さＬ２より間隙Ｌ３だけ小さく形成され
ており、この間隙Ｌ３により、両者の嵌合時において連
結壁部４の対応空間を形成し、その鋳造を可能としてい
る。

ここで、耐圧砂中子３３の製造方法を説明する。

この耐圧砂中子３３の基体は、先ず、ＡＦＳ粒度指数７
０の珪砂を素材とし、ポリオールウレタン樹脂により硬
化処理された基体としての砂中子を得る。次に、２．０
０乃至３００メツシユの雲母を５０％と、３５０メツシ
ユ以下の雲母を５０％とを混合したものを２５部と、Ｃ
ＭＣ（カルボキシメチルセルロース）を５部と、水を１
００部と、界面活性剤及び消泡剤を数滴とを混ぜ合わせ
て、スラリーを調合する。そして、このスラリー内に耐
圧砂中子３３の基体を２秒間浸せきして、０．５＋ａｎ
の均一なコーティング／ＩＣを形成し、耐圧砂中子３３
を製作した。

このような耐圧砂中子３３は耐熱性、及び、加圧カフ　
００　ｋｇ／ｃａｒの溶湯に対して十分な耐圧性を示し
た。しかも、第６図に示すように、凹部１３３と突部３
３１との嵌合時に両者間にコーティングＭＣを配すため
これがシール剤としての働きをするという利点もある。

このような第１図のダイカスト装置を用いてのシリンダ
ブロックＷの鋳造工程を第７図（ａ）。

（ｂ）、（ｃ）に沿って説明する。

まず、ダイカスト装置を型開き位置に保持し。

中子組込工程を実行する。ここでは上型１３の突板部１
３２間にそれぞれ耐圧砂中子３３を押し込み嵌着させる
。この時各耐圧砂中子３３の下端と突板部１３２の下端
を位置合わせし、これにより、耐圧砂中子３３の上端と
定盤部１３１の下面との間に所要幅の隙間ｔを形成して
いる。

他方固定型１１上のクランクケース対向空間部１１１上
の定位値には、円筒上の砂中子３６を嵌合したシリンダ
ライナー３５を取付ける。

このような各中子の組込を済ませた後１次の型締め工程
に入る。ここでは各シリンダが切り替え操作され、即ち
、サイドシリンダ１６がローラ３０に支持された各サイ
ド型１２を中央側に移動させて型締め操作し、上シリン
ダ１５がガイド位置Ｐ４の上型１３を型締め位置Ｐ３に
降下させ、型締め操作し、前後シリンダ１７が前後型１
４を中央よりに移動させ、型締め操作し、第７図（ｂ）
に示すように、全型の型締めを完了する。この後、溶湯
の鋳込み工程に入り、第１図に示したような１周知の溶
湯供給手段１９が所定の加圧力（ここでは７００ｋｇ／
ａｄ）で操作され、溶湯スピード３０ｍ／ｓｅｃによる
普通のダイカスト装置における溶湯の注入を行う。

この時、各耐圧砂中子３３は突板部１３２により確実に
支持されており、溶湯が多少偏って加わっても、この偏
荷重を各突板部１３２が受けるため、これにより耐圧砂
中子３３が破損することはない。

この後、所定の冷却処理の後、第７図（ｃ）に示すよう
な型開き処理に入る。ここでは、上シリンダ１５が上型
１３及び両サイド型１２をガイド位置Ｐ４に上昇保持し
、続いて両サイドシリンダ１６がサイド型１２をローラ
３０に沿って分割移動させ、その後、押出しシリンダ２
９が作動し、各押出しピン２６を下方に押出し作動させ
る。このような型開き処理により、鋳造された鋳物とし
てのシリンダブロックＷは上型１３より分離され、図示
しない搬送手股上に受は止められ、ダイカスト装置より
次の後処理工程に進む。

ところで、上型１３よりシリンダブロックＷが押しださ
れるとき、上型側の突板部１３２は耐圧砂中子３３をシ
リンダブロックＷのウォータジャケット対応空間に残し
たまま分離される。即ち、耐圧砂中子３３の上端の隙間
ｔにより成形されている連結壁部４（第９図参照）は耐
圧砂中子３３の型開き時における離脱を阻止することと
なる。

後処理工程では周知の処理に加えて、シリンダブロック
Ｗ内の耐圧砂中子３３の排除がノックアウト（衝撃処理
）のみにより、容易に行われる。即ち、上述の耐圧砂中
子３３は十分な崩壊性を備えている。

上述の処において、組込中子として耐圧砂中子３３を説
明したが、これに代えて、下記の金属中子を用いても良
い。

即ち、この金属中子は、Ｓｎを主成分とする合金で融点
が２３０℃の物が用いられている。そして、２００乃至
３５０メツシユの雲母を５０％と、３５ｏメツシユ以下
の雲母を５０％とを混合したものを３５部と、ＣＭＣ（
カルボキシメチルセルロース）を５部と、水を１００部
と、界面活性剤及び消泡剤を数滴とを混ぜ合わせて、ス
ラリーを調合する。そして、このスラリー内に金属中子
の基体を２秒間浸せきして、１．０ｍｍの均一な耐圧コ
ーティング層を形成し、金属中子を製作しても良い。

この低融点の金属中子を用いての鋳造時には、溶湯の注
入時に金属中子は耐圧コーティング層の働きにより、溶
解せず、鋳物の硬化時にその白熱により除々に溶解し、
後処理時に容易に排除されることと成る。なお、別途中
子を加熱して排除しても良い。

上述の処において、耐圧コーティング層生成ようスラリ
ーに雲母を使用していたが、場合により、周知の耐熱性
鱗片状物質を用いてもよい。

上述のシリンダブロックＷは直列４気筒であったが、こ
れに代えて、Ｖ型６気筒のシリンダブロックを鋳造する
のに本発明方法を用いても良い。

この場合も、ウォータジャケット対応空間を突板部と、
互いに隣り合う各一対の上記突板部の間に嵌着可能な複
数の組込中子とを組合せることにより形成出来る。特に
、鋳造工程で溶湯による偏荷重を組込中子が受けても、
これを突板部が受けるよう働くため、これにより組込中
子が破損することを防止出来、Ｖ型６気筒のシリンダブ
ロックを通常の高圧ダイカスト法により容易に鋳造する
ことができる。

（発明の効果） 以上のように、本発明によるシリンダブロック鋳造方法
によれば、可動型側の互いに隣合う各−対の突板部の各
間隙に対して、それぞれ組込中子を嵌着して中子組立を
行うようにしたダイカスト装置を用い、特に、鋳造後の
型開き時に組込中子を残しておき、これを後で排除出来
るようにしたので、連結壁部を有するクローズドデツキ
タイプのシリンダブロックを通常のダイカスト法を用い
て容易に鋳造出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのシリンダブロックの
鋳造方法で用いるダイカスト装置の断面図、第２図は同
上装置の概略側面図、第３図は同上装置で用いる上型の
側面図、第４図は第３図の底面図、第５図は同上装置で
用いる耐圧砂中子の斜視図、第６図は第５図の耐圧砂中
子の横断面図、第７図（ａ　）、　（ｂ　Ｌ　Ｃｃ　）
は本発明によるシリンダブロック鋳造方法の工程に沿っ
てダイカスト装置の作動を順次概略的に説明した図、第
８図はオープンデツキタイプのシリンダブロックの平面
図、第９図はクローズドデツキタイプのシリンダブロッ
クの平面図である。 ２・・・頭部外壁、４・・・連結壁部、１１・・・固定
型、１２・・・サイド型、１３・・・上型、３３・・・
耐圧砂中子、３０２・・・ウォータジャケットの頭部開
口、１３２・・・突帰　０　図 外　６　凶 浄７　国 （Ｃ） 心δ　図 心ｑ　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　シリンダを環状に囲むウォータジャケットの頭部がシ
   リンダブロックの頭部外壁に形成される複数の開口と複
   数の連結壁部とを交互に配列することによりクローズド
   デッキ化された構成を採るシリンダブロックの鋳造方法
   であって、上記シリンダブロックの内壁を形成する固定
   型と、上記シリンダブロックの外壁を形成する一対の可
   動サイド型と、上記シリンダブロックの頭部外壁を形成
   すると共に上記ウォータジャケットの対向空間を順次櫛
   歯状に埋める複数の突板部を突設した可動型と、上記ウ
   ォータジャケットの対向空間上で互いに隣り合う各一対
   の上記突板部の間に嵌着可能な複数の組込中子とを備え
   たダイカスト装置を用い、上記シリンダブロックの鋳造
   工程に先立つ中子組込工程では、互いに隣合う各一対の
   上記突板部の間隙に上記連結壁部の対応空間を外して上
   記組込中子がそれぞれ嵌着されることを特徴とするシリ
   ンダブロック鋳造方法。