JPH03461A - シリンダブロックの鋳造装置 - 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 本発明はシリンダブロックの鋳造装置に関し、さらに詳
しくは例えばアルミ合金製のシリンダブロックを低圧鋳
造法によって製造するに際し、シリンダライナ、ウォー
タジャケット中子およびクランクケース中子を高精度に
かつ自動的に位置決めできるようにした鋳造装置に関す
る。

従来の技術 金型に対して中子を自動的にセットできる機能を備えた
低圧鋳造装置としては例えば特開昭６２−１７９８６０
号公報に開示されているものがある。

この鋳造装置は、下型を取り付ける下グイベースと、中
子を一時待機させておく中子定盤と、上型から離型され
る製品を受は取る製品受は取り機構とのそれぞれを水平
方向に適宜の間隔をおいて配置し、下ダイベースおよび
中子定盤の上方に、これらの間を往復動する第１台車を
設け、この第１台車には中子把持機構を昇降可能に装着
し、さらに、下ダイベースおよび製品受は取り機構の上
方に、これらの間を往復動する第２台車を設け、この第
２台車には上型を取り付ける上グイベースを昇降可能に
装着したものである。

この構造によると、第１台車と第２台車とを交互に作動
させることにより、下型に対する中子の位置決めに始ま
って型締めと注湯、さらには型開きおよび製品取り出し
までを自動的に行うことができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の低圧鋳造装置においては、中子把持
機構に把持された中子が下型に位置決めされたのちは中
子把持機構が中子を解放して退避してしまうことから、
下型と上型とが型合わせされるまでの間は、中子が単に
下型上に置かれているだけで中子を拘束するものが何も
存在しないことになる。したがって、従来の装置では中
子臼体がきわめて姿勢安定性にすぐれている製品の鋳造
のみに適用できるものであって、シリンダブロックのよ
うに中子の形状が複雑かつ不安定で、しかもウォータジ
ャケット中子のように中子を実質的に下型から浮かせた
状態で位置決めしなければならない場合には中子を高精
度に位置決めすることができなかった。

本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたもので、
下型に対してシリンダライナ、ウォータジャケット中子
およびクランクケース中子を高精度に位置決めすること
ができ、しかもその位置決めをきわめて簡易、迅速に行
うことができるシリンダブロックの鋳造装置を提供する
ものである。

課題を解決するための手段 本発明は、先ず第４図に示すようにシリンダブロックＷ
のクランクケースＣにおいて一方のスカート部Ｓ、の下
端部を内側に湾曲させ、シリンダボア中心線を含む平面
を中心としてスカート部Ｓ　Ｉ　＋Ｓ、を左右非対象に
形成したシリンダブロックを鋳造するものであることを
前提とする。このような形状のシリン／ブロックは例え
ば四輪駆動車のエンジンに用いられる。

そして、本発明の鋳造装置は、注湯位置で水平な下部固
定プレートに固定された固定下型と、下部固定プレート
上に設けられ、固定下型に対して進退可能な一対の横型
と、注湯位置に隣接する待機位置に設けられて、シリン
ダライナおよびウォータジャケット中子のほか、上記の
湾曲したスカート部に対応して下型の一部を構成するク
ランクケース中子の三者を正規の鋳ぐるみ位置に位置決
めする治具と、前記注湯位置と待機位置との間を水平方
向に移動可能であって、昇降可能な金型取付フレームを
備えた走行台車と、金型取付フレームに取り付けられ、
この金型取付フレームとともに固定下型に対して昇降動
作するボア型と、金型取付フレームに取り付けられると
ともにボア型に対し水平方向に進退可能であって、前記
固定下型。

横型およびボア型とともに製品部空間を形成する前後型
と、前記前後型に形成されるとともに、ウォータジャケ
ット中子およびクランクケース中子の幅木と嵌合してウ
ォータジャケット中子およびクランクケース中子を位置
決め支持する幅木差込部と、前記ボア型の周面に形成さ
れるとともに減圧手段に接続され、前記シリンダライナ
をボア型に吸着して位置決め支持する吸引開口部と、前
記治具に設けられてウォータジャケット中子を位置決め
するとともに、治具と金型取付フレームとの上下方向の
相対変位に応じてクランクケース中子との干渉を回避す
る方向に待避する可動式の位置決め部材とを備えている
。

作用 この構造によると、治具上に位置決めされたシリンダラ
イナ、ウォータジャケット中子およびクランクケース中
子のうち、シリンダライナはボア型で、ウォータジャケ
ット中子とクランクケース中子は前後型の幅木差込部に
よってそれぞれ先の位置決め状態のままで支持した上、
注湯位置においてボア型および前後型を固定下型に対し
て位置決めすることで、シリンダライナ、ウォータジャ
ケット中子およびクランクケース中子の固定下型に対す
る位置決めがなされる。

そして、上記の固定下型、ボア型１前後型に横型を加え
て相互に位置決めした上で注湯することにより、シリン
ダライチ、ウォータジャケット中子およびクランクケー
ス中子は各型に位置決め支持されたままで鋳造されて鋳
ぐるみされることになる。

なお、ここにいう鋳ぐるみとは、鋳ぐるみされた結果そ
の部材が製品の一部として残るが否かにかかわらず、シ
リンダブロック内の所定位置に一旦は鋳ぐるみされると
いう意味で使用するものとする。

実施例 第１図は本発明の鋳造装置の一実施例を示す斜視図であ
り、第２図、第３図はその要部断面正面図および側面図
である。

図中Ｐ１は注湯ステーションを、Ｐ、は注湯ステーショ
ンＰ１の一方側（図では左側）に隣接する待機ステーシ
ョンを、Ｐ　３は注湯ステーションＰ１の他方側（図で
は右側）に隣接する金型交換ステーションをそれぞれ示
す。

注湯ステーションＰ１に下部固定プレート１を水平に配
設して、この下部固定プレートｉ−ｈに固定下型２を固
設するとともに、その固定下型２に対し、より正確には
、固定下型２の中央部に対し、水平シリンダ３の作動に
より左右方向から進退駆動される横型４を設け、下部固
定プレート１の下方には溶湯保持炉５を配置しである。

また、上述したそれぞれのステーションＰ１゜Ｐ、、Ｐ
、には、二本で一対をなす軌道レール６を掛は渡し、こ
の軌道レール６に、待機ステーションＰ、と金型交換ス
テーションＰ、との間で走行する走行台車７を設けであ
る。

走行台車７には、その走行駆動源としてのモータ８を設
けるとともに、昇降シリンダ９によって昇降駆動される
金型取付フレームｌＯを支持させ、走行台車７に対する
金型取付フレーム１０の上下動を複数本のガイドロッド
１１にて案内するようにしである。そして金型取付フレ
ーム１０の下面中央部分には上型１２と一体のボアヤニ
３を固定し、また金型取付フレーム１０の下面前後部分
には、第３図に示すように前型１５および後型１６をボ
アヤニ３に対して水平に進退させる開閉シリンダ１７お
よび１８をそれぞれ取り付けである。

注湯ステーションＰ１の左側に隣接する待機ステーショ
ンＰ、には、リフター１９およびトラバースレール２０
をそれぞれ配設し、このトラバースレール２０を待機ス
テーションＰ、を経てその前後方向へ延在させである。

そして、そのトラバースレール２０には、中子搬送台車
２１とワーク積載台車２２との２台の台車をそれぞれ搭
載し、中子搬送台車２１上には中子セット治具２３を、
ワーク積載台車２２上にはワーク受は治具２４をそれぞ
れ位置決め載置しである。これらのそれぞれの台車２１
．２２は、ロータリーアクチュエータ２５．２６を、ク
ランク機構２７．２８を介して台車２１．２２にそれぞ
れ連結することにより、各ロータリーアクチュエータ２
５．２６の作動に基づきトラバースレール２０のそれぞ
れの端部から待機ステーションＰ６位置、言い換えれば
リフター１９の直上位置までの間で走行することができ
る。

ここで、リフター１９は、いずれかの台車２１または２
２がその直上位置に位置したときに作動して、台車２１
または２２上の治具２３または２４を、そこに設けた窪
み２９とリフター１９のロケートピン３０との嵌合にて
所定の高さまで持ち上げるべく機能する。

さらに、金型交換ステーションＰ３には、その前後方向
へ延在する走行レール３１を敷設し、この走行レール３
１上には金型交換台車３２を載置しである。

以上のような鋳造装置の要部を第５，６図に基づいて以
下に詳述する。

第５図において、下部固定プレート１上の固定下型２に
設けた注湯口３３をフィーダ３４およびストーク３５を
介して第１，２図に示す溶湯保持炉５に接続する一方、
昇降シリンダ９にブラケット３６を介して連結された金
型取付フレーム１０の下面に、上型１２と一体のボア型
１３を取り付け、上型１２に上下方向に貫通させて配置
したエジェクタービン３８を、連結板３９を介して金型
取付フレーム１０の上面に取り付けた製品押出シリンダ
４０に連結しである。そして、ボア型１３の先端周面に
は吸引手段としての真空ポンプ４１に接続された吸引開
口部４２が形成されている。

さらに、前後の型１５．１６は第６図に示すように開閉
シリンダ１７．１８の各ロッド端に設けた金型取付板４
３に連結される一方、一対の横型４．４は水平シリンダ
３のロッド端に設けた金型取付板４４にそれぞれ連結さ
れている。そして、前後型１５．１６の型面には、第７
図に示すウォータジャケット中子４５および第８，９図
に示すクランクケース中子４６のそれぞれの幅木４７゜
４８．４９の端部を嵌合させるための幅木差込部５０．
５１．５２を形成しである。

したがって、ボア型１３に対し前後型１５，１６を前進
姿勢とするとともに、ボア型１３を固定下型２に対し下
降させ、さらに横型４，４を固定下型２に対し前進させ
ることで、それらの型間にシリンダブロックＷの製品部
空間（キャビティ）Ｒが画成されることになる。

中子セット治具２３は第１０図に示すように、クランク
ケース中子４６を位置決めする治具本体５３と、この治
具本体５３に設けられてシリンダライナ５４（第７図参
照）を位置決めする台座５５と、同じく治具本体５５に
設けられてウォータジャケット中子４５を位置決めする
位置決めブロック５６．５７とから構成されている。そ
して、一方の位置決めブロック５７は治具本体５３に立
設したアーム５８にビン５９を介して回転可能にヒンジ
結合されており、第１０図（Ａ）の水平状態から上方へ
の回転が可能となっている。

次に上記のように構成された鋳造装置の作用について説
明する。

例えば、第４図に示す直列４気筒エンジン用のシリンダ
ブロックＷを製造するに際しては、はじめに、中子搬送
台車２１および中子セット治具２３を、トラバースレー
ル２０の一端部に第１図および第３図に示すように位置
させた状態で、その治具２３の所定位置に、第７図に示
すような４本の鋳鉄製のシリンダライナ５４とウォータ
ジャケット中子４５および第８．９図のクランクケース
中子４６とを、ともに５００℃前後の温度に加熱して位
置決め載置する。つまり、第２図および第１０図（Ａ）
に示すようにシリンダライナ５４゜ウォータジャケット
中子４５およびクランクケース中子４６は製品形状の正
規の鋳ぐるみ位置に相互に位置決めされる。次いで、中
子搬送台車２１をロータリーアクチュエータ２５の作動
により待機ステーションＰ、へ移動させ、このＰ２位置
において、中子セット治具２３をそこに位置決め載置し
たシリンダライナ５４．ウォータジャケット中子４５お
よびクランクケース中子４６とともに、リフター１９に
よって第１１図に仮想線で示すその上昇限位置まで上昇
させる。

なお、この時点においては、金型取付フレーム１０に取
り付けられた前後型１５．１６は、昇降シリンダ９の作
動によりボア型１３に対して後退姿勢とした状態で下降
限位置に待機している。

その結果、ボア型１３はシリンダライナ５４内へ進入し
、併せて吸引開口部４２から真空ポンプ４Ｉにより吸引
することで、それぞれのシリンダライナ５４をボア型１
３の周面に真空吸着する。

ここで、シリンダライナ５４の内周面は、第１０図に示
すように、ボア型１３の進入部分の抜き勾配と対応する
勾配を有していることから、そのボア型１３のシリンダ
ライナ５４への進入が極めて円滑に行われることになる
一方、シリンダライナ５４がその上昇限に達したときに
は、ボア型１３周面へのシリンダライナ５４の密行に基
づき、ボア型１３に対するシリンダライナ５４の正確な
位置決めが行われるとともに、それら両者間への溶湯の
差し込みが完全に防止されることになる。

さらに、上記のボア型１３とシリンダライナ５４とが位
置決めされるのを待って、ボア型１３に対し前後型１５
．１６を開閉シリンダ１７．１８により前進動作させる
ことにより、第６図、第７図および第８図に示すように
中子セット治具２３上のウォータジャケット中子４５お
よびクランクケース中子４６のそれぞれの幅木４７．４
８．４９を前後型１５．１６の幅木差込部５０，５１゜
５２内へ十分に進入させて、それらウォータジャケット
中子４５およびクランクケース中子４６の正確な位置決
めと保持とを行う。ここで、ウォータジャケット中子４
５について幅木４７．４８の三箇所を支持することによ
り、幅木４８を中心とした回転モーメントをおさえてよ
り正確な位置決めを可能にする。

このようにして、シリンダライナ５４．ウォータジャケ
ット中子４５およびクランクケース中子４６のそれぞれ
をボア型１３および前後型１５゜１６によって高精度に
位置決め保持した後は、中子セット治具２３をリフター
１９により下降させた上、昇降シリンダ９を作動させて
、金型取付フレーム１０をボア型１３および前後型１５
．１６とともに、ひいてはシリンダライナ５４および各
中子４５．４６とともに持ち上げ、引き続く走行台車７
の所定量の走行運動に基づき、シリンダライナ５４およ
び各中子４５，４６を第１２図に実線で示すように注湯
ステーションＰ、位置に正確に位置決めする。

この時、第１０図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように
中子セット治具２３が下降する過程では、それまでウォ
ータジャケット中子４５を位置決め支持していた基準プ
ロ１．り５７が、ウォータジャケット中子４５よりも下
方に位置しているクランクケース中子４６と干渉するこ
とになる。しかしながら、同図（Ｂ）、（、Ｃ）に示す
ようにクランクケース中子４６に接触した可、動式の基
準ブロック５７が、中子セット治具２３の下動に伴って
上方に回転して退避することで上記の干渉を回避する。

続いて、昇降シリンダ９の再度の伸長動作に基づき、ボ
ア型１３および前後型１５．１６を次第に下降させ、そ
れらを第２図および第５図に示すように、固定下型２に
対する所定位置に正確にセットすることによって、ボア
型１３ｔｉ５よび前後型１５．１６のそれぞれにて保持
したシリンダライナ５４．ウォータジャケット中子４５
およびクランクケース中子４６もまたきわめて円滑に、
しかも高精度にて固定下型２に対して所定位置にセット
され、しかる後、水平シリンダ３によって横型４を固定
下型２に対して前進させることにより、第５図に示すよ
うにそれぞれの型間に所要の三次元形状を有するシリン
ダブロックの製品部空間Ｒが形成される。その結果、ク
ランクケース中子４６は実質的に固定下型２の一部とし
て機能することになる。

かかる製品部空間Ｒに対しては、溶湯保持炉５内の溶湯
をストーク３５．フィーダ３４および注湯口３３を経て
注湯する。これによりシリンダライナ５４および各中子
４５．４６は鋳ぐるみされる。

そして、溶湯が完全に凝固して所要のシリンダブロック
Ｗとなった後は、先ず横型４を固定下型２に対して後退
させ、次いで昇降シリンダ９によって上型１２．ボア型
１３および前後型１５．１６を第１３図に示すようにシ
リンダブロックＷとともに持ち上げ、しかる後、それら
の型１２，１３．１５．１６およびシリンダブロックＷ
を走行台車７によって待機ステーションＰ、へ移送する
とともに、その位置で昇降シリンダ９を伸長動作させて
それらの下降限位置にもたらす。

続いて、トラバースレール２０上の待機ステーションＰ
７位置において、第１４図に示すように予めワーク積載
台車２２を搭載して待機しているリフター１９を上昇動
作させることにより、その台車２２上に位置決め配置し
たワーク受は治具２４を同図の仮想線位置まで上昇させ
て、その治具２４にてシリンダブロックＷを仮受けする
。さらにボア型１３を上昇動作させるとともに、図示し
ない前後型１５．１６もまた後退動作させ、その状態で
、製品押出シリンダ４０の作動によってエジェクタービ
ン３８を上型１２から突出させることにより、シリンダ
ブロックＷをそのボア型１３から離型させる。

なお、かかる離型に際しては、例えばエジェクタービン
３８の突出速度とワーク受は治具２４の下降速度とを同
調させることにより、シリンダブロックＷの損傷をきわ
めて有効に防止することができる。

このようにしてシリンダブロックＷを受は取ったワーク
受は治具２４は、リフター１９によってワーク積載台車
２２上に再び位置決め配置された後、その台車２２によ
ってトラバースレール２０の一方の端部分へ第１図に示
すように移送され、そこにてシリンダブロックＷを次工
程へ引き渡す。

また、この装置でのそれぞれの型の交換は、例えば下部
固定プレート１から取り外した固定下型２および金型取
付板４４から取り外した横型４を、上型１２．ボア型Ｉ
３および前後型１５．１６とともに金型交換ステーショ
ンＰ３へ搬送し、そこでそれらを金型交換台車３２上へ
吊り降ろすとともにその台車３２上に取り外し、しかる
後、他の台車で搬送されてきた金型の上型を金型取付フ
レーム１０に、また前後型をシリンダ１７．１８にそれ
ぞれ取り付けて、下型および横型をそれらとともに注湯
ステーションＰ、へ搬入し、そこにて、それらの下型お
よび横型のそれぞれを下部固定プレート１および水平シ
リンダ３に取り付けることにより行う。

発明の効果 以上のように本発明によれば、治具上で位置決めされた
シリンダライチ、ウォータジャケット中子およびクラン
クケース中子のそれぞれをボア型および前後型で位置決
め支持することにより、これらの各型を注湯位置で固定
下型に対して所定位置にセットするだけで上記のシリン
ダライナおよび各中子ちまた固定下型に対し高精度に位
置決めすることができる。しかもシリンダライナおよび
各中子はボア型と前後型に支持されたままで鋳造が行わ
れるので、従来に比べて中子等の最終的な位置決め精度
を大幅に向上させることができるほか、中子の形状がき
わめて複雑かつ不安定であるにもかかわらず、中子等の
セットから鋳造までの完全自動化を実現できる。

また、クランクケースのスカート部が左右非対象のシリ
ンダブロックの特殊性として、下型の一部を構成するク
ランクケース中子を併用しなければならないが、クラン
クケース中子を併用した場合に起こり得る治具上での該
治具とクランクケース中子との干渉を可動式の位置決め
部材によって無理なく回避することができ、上記の中子
等の自動セットの実現と併せて中子の損傷を防止できる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の鋳造装置の一実施例を示す要部斜視図
、第２図は第１図の断面説明図、第３図は第１図の側面
図、第４図はシリンダブロックの断面図、第５図は第２
図の要部拡大図、第６図は第５図の垂直断面図、第７図
はシリンダライナとウォータジャケット中子の斜視図、
第８図はクランクケース中子の斜視図、第９図は第８図
の平面図、第１０図（Δ）、（Ｂ）、（Ｃ）は第２図の
中子セット治具の作動説明図、第１１図、第１２図、第
１３図および第１４図は第２図の要部の作動説明図であ
る。 １・・・下部固定プレート、２・・・固定下型、４・・
・横型、７・・・走行台車、１０・・・金型取付フレー
ム、１２・・・上型、１３・・・ボア型、１５・・・前
型、１６・・・後型、２３・・・中子セット治具、４１
・・・吸引手段としての真空ポンプ、４２・・・吸引開
口部、４５・・・ウォータジャケット中子、４６・・・
クランクケース中子、４７．４８，４９・・・幅木、５
０，５１．５２・・・幅木差込部、５４・・・シリンダ
ライナ、５７・・・位置決め部材としての位置決めブロ
ック、Ｃ・・・クランクケース、Ｓ、、Ｓ、・・・スカ
ート部、Ｒ・・・製品部空間、Ｗ・・・シリンタフロッ
ク　ｐｌ・・・注湯ステーション（注湯位置）、Ｐ、・
・・待機ステーション（待機位置）。 第５図 第１２図 第１３ｖＡ 第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）クランクケースにおける一方のスカート部の下端
   部を内側に湾曲させて、シリンダボア中心線を含む平面
   を中心としてスカート部を左右非対称に形成したシリン
   ダブロックの鋳造装置において、 注湯位置で水平な下部固定プレートに固定された固定下
   型と、 下部固定プレート上に設けられ、固定下型に対して進退
   可能な一対の横型と、 注湯位置に隣接する待機位置に設けられて、シリンダラ
   イナおよびウォータジャケット中子のほか、上記の湾曲
   したスカート部に対応して下型の一部を構成するクラン
   クケース中子の三者を正規の鋳ぐるみ位置に位置決めす
   る治具と、 前記注湯位置と待機位置との間を水平方向に移動可能で
   あって、昇降可能な金型取付フレームを備えた走行台車
   と、 金型取付フレームに取り付けられ、この金型取付フレー
   ムとともに固定下型に対して昇降動作するボア型と、 金型取付フレームに取り付けられるとともにボア型に対
   し水平方向に進退可能であって、前記固定下型、横型お
   よびボア型とともに製品部空間を形成する前後型と、 前記前後型に形成されるとともに、ウォータジャケット
   中子およびクランクケース中子の幅木と嵌合してウォー
   タジャケット中子およびクランクケース中子を位置決め
   支持する幅木差込部と、前記ボア型の周面に形成される
   とともに減圧手段に接続され、前記シリンダライナをボ
   ア型に吸着して位置決め支持する吸引開口部と、 前記治具に設けられてウォータジャケット中子を位置決
   めするとともに、治具と金型取付フレームとの上下方向
   の相対変位に応じてクランクケース中子との干渉を回避
   する方向に待避する可動式の位置決め部材、 とを備えたことを特徴とするシリンダブロックの鋳造装
   置。