JPH04200954A - サイアミーズ型シリンダブロック成形用金型 - 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】 Ｕ産業上の利用分野コ 本発明は、鋳造品の品質の向上を図るとともに、金型の
寿命を延長させることが可能なサイアミーズ型シリンダ
ブロックの水ジャケット成形用金型に関する。

［従来の技術］ 一般に、内燃機関のシリンダのように複雑な形状からな
る鋳造製品は、多数の厚肉部分と薄肉部分とを有してい
る。このため、この種の鋳造製品の成形に際して、該厚
肉部分と薄肉部分では溶湯の固化速度に大きな差異を生
じる。換言すれば、薄肉部分に比して厚肉部分の固化に
は相当長い時間を必要とするため、溶湯が冷却固化され
る際に生ずる収縮時期、あるいは収縮時間も薄肉部分と
厚肉部分とでは大きく異なり、結局、引は等の収縮は全
体として不均一となり、不良品の発生に直結する。さら
に言及すれば、比較的短時間に強制的に固化を行おうと
すると、厚肉部分の中心部位に、所謂、引けを生じ、結
果的に鋳造製品に巣やクラックが発生ずる。しかも、場
合によって、前記のように、引けを生ずる内部応力に起
因して製品全体が変形する不都合が存在している。

従って、厚肉部分と薄肉部分とを有する鋳造製品を成形
する際には、急激な温度低下による同化を回避し、比較
的穏やかに冷却同化作用を営なむ必要がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、溶湯の冷却固化時間は、鋳造成形工程中
、最も長時間を要する工程であり、当該冷却同化時間を
必要且つ充分に確保することでは鋳造工程における成形
ザイクルを結果的には短縮化できず、生産効率が向上し
ない。

前記の不都合を回避するために、冷却固化の工程におい
て、厚肉部分のみを積極的に冷却することも考え得る。

しかしながら、該厚肉部分と薄肉部分とは一体的な金型
に画成されるキャビティによって成形されるので、実際
には、金型自体または溶湯からの熱伝導によって、薄肉
部分および薄肉部分に対応する金型の部位まで必要以上
に冷却され、全体として均一な冷却固化はなされていな
い。

たとえば、シイアミーズ型シリンダにおいては、厚内部
分から構成されるクランクシャツトノシャーナル受部の
同化速度は、ザイアミーズ型シリンダの本体部分の同化
速度よりも遅くなる。従って、溶湯が強制的に冷却固化
される際に、該ジャーナル受部に引けを生じる。その結
果、鋳造後のサイアミーズ型シリンダでは、巣やクラッ
クを内包することになり、場合によっては前記引けを生
ずる内部応力に起因して製品全体が若干変形するという
不都合が存在している。

しかも、ザイアミーズ型シリンダの成形に際しては、シ
リンダバレルの周囲を囲繞するように、水ジャケット成
形用金型を配置し、この金型が、前記のように、厚肉部
分と薄肉部分が併存する部位に接しているために、冷却
作用に不均衡が生じ、鋳造不良を惹起させるに至ってい
る。これを回避する方法として、シリンダブロックに炭
素繊維等を含浸させる方法が考えられるが、これは製品
自体の価格を高騰させる欠点きなる。

さらに、付は加えれば、水ジャケット成形用金型は、実
際、加熱し易い材料で構成されているために、溶湯の同
化中、過大な熱応力を発生ずる。この結果、機械的強度
が脆弱化し、鋳造回数がさほどに得られない都合上、同
一の金型を常時保持しておかなければならない。

従って、本発明の目的は、ザイアミーズ型シリンダにお
いてクランクシャフトのジャーナル受部とシリンダ本体
の冷却同化作用を実質的に同時に営ませることにより引
けの発生を阻止して鋳造品質の向」−を図るとともに、
水ジャケット成形用金型への溶湯の焼は付きを回避し、
併せて鋳造回数が飛躍的に向上し、さらに、金型自体の
数をさほどストックしておく必要のないザイアミーズ型
シリンダブロックの水ジャケット成形用金型を提供する
ことにある。

［課題を解決するだめの手段］ 前記の課題を解決するために、本発明は、ザイアミーズ
型シリンダバレルとシリンダブロック外壁との間に形成
される水ジャケットを成形する金型において、前記金型
内部のクランクシャフトジャーナル受部に対応する近傍
の部位に冷却手段を設けるこよを特徴きする。

し作用］ 本発明では、水ジャケット成形用金型の内部に、厚肉部
分から構成されているクランクシャフトジャーナル受部
を強制的に水冷却する冷却手段を設けることにより、前
記クランクシャフトジャーナル受部とザイアミ〜ズ型シ
リンダの本体部の冷却同化能力を同調させて、引けの発
生を阻止するとともに、溶湯の前記水ジャケット成形用
金型への焼付きを回避する。

［実施例］ 次に本発明に係るザイアミーズ型シリンダブロックの水
ジャケット成形用金型について好適な実施例を挙げ、添
付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図において、参照符号１０は本発明に係る水ジャケ
ット成形用金型２０を有するサイアミーグ型シリンダブ
ロック成形用金型を示す。

当該金型１０は、基本的には第１の金型１２と、第２の
金型１４と、第３の金型１６と、ボア中子型１８と、ク
ランクシャフト受部成形型１５と、冷却手段２２を内部
に含む水ジャケット成形用金型２０と、スタッド用孔部
鋳抜きピン２６からなり、第１金型１２および第２金型
１４には、溶湯をキャビティに導くための湯道２４が画
成されている。なお、第１図は第３図に示す該サイアミ
ーグ型シリンダブロック成形用金型１０の第３金型１６
を除いた平面図のＡ−Ａ線の縦断面図である。

前記水ジャケット成形用金型２０には、当該サイアミー
グ型シリンダブロック成形用金型１０を用いて成形され
るサイアミーズ型シリンダブロックのクランクシャフト
受部上面の結合部に対応する厚肉鋳造部３２近傍を水冷
却するための冷却手段２２が、第２図に示ず水ジャケッ
ト成形用金型２０の厚肉部分２０ａに配設されている。

冷却手段２２は、前記水ジャケット成形用金型２０に形
成された穴部２８に挿入されろ水パイプ２２Ｈによって
形成される。第１の金型１２、第２の金型１４、第３の
金型１６により画成される鋳造部３４は、ザイアミーズ
型シリンダ部の連結部に対応する第１の鋳造部３４ａと
、サイアミーズ型シリンダブロックの外壁を形成するだ
めの第２の鋳造部３４ｂと、クランクシャフト受部を形
成するための第３の鋳造部３４ｃと、第１および第２鋳
造部３４ａ、３４ｂと第３鋳造部３４Ｃとの間の厚肉鋳
造部３２とから構成される。

前記第２鋳造部３４には、スタッド用孔部鋳抜きピン２
６が挿入されている。

本発明に係る水ジャケット成形用金型２０を有するサイ
アミーグ型シリンダブロック成形用金型１０は基本的に
は以上のように構成されるものであり、次に、その作用
および効果について説明する。

先ず、第２金型１４にクランクシャフト受部成形型１５
を載置し、ボア中子１８を前記クランクシャフト受部成
形型１５に取着する。

次に、ピストンの摺動による磨耗を原因とする製品寿命
の低下を回避することを目的として、硬度の高い鋳鉄製
のシリンダスリーブ３０でサイアミーズ型シリンダ部の
内壁を補強すべく、第１図並びに第２図に示すように、
各々のボア中子型１８のボア支持ピン部１８ａに、前記
シリンダスリーブ３０を冠着する。このシリンダスリー
ブ３０は、鋳造後ザイアミーズ型シリンダ部に鋳込まれ
、実質的の内壁となるので、製品寿命を向上することが
できる。

次いで、第１の金型１２を所定位置に取着し、さらに、
水ジャケット成形用金型２０を取り付けた第３の金型１
Ｇおよび第２の金型１４を夫々係合させることにより鋳
造部３４を画成する。

そして、製品の軽量化を目的としてアルミニウムを主体
とする合金の溶湯を用い、前記溶湯を湯道２４から鋳造
部３４に供給する。この時、溶湯の供給方法としては、
例えば、図示しない加圧手段を溶湯の通路に接続して用
いる。さらには、所定量の溶湯を供給した後にも所定圧
力で加圧を続けることにより鋳造終了時まで鋳造部３４
の所定位置に溶湯を溜め置くことができるばかりか、加
圧する圧力を調整することにより、溶湯の進入しにくい
鋳造部３４の末端部にまで溶湯を均一に供給することが
できる。

次に、水ジャケット成形用金型２０内に配設された水パ
イプ２２ａ内に図示しない水循環手段により水を循環さ
せる。本実施例においては、冷却の媒体として水を用い
たが、溶湯の組成等に応じて、液体窒素、アンモニウム
ガス等の別異の冷媒を用いることも可能である。

前述のように水を水パイプ２２ａに循環させることによ
り、厚肉であるためにアルミニウム合金の冷却固化速度
が遅いクランクシャフトジャーナル受部近傍の結合部と
、薄肉であるためにアルミニウム合金の冷却固化速度が
速いシリンダ部と冷却固化速度を均一化することができ
る。従って、冷却固化速度の不均一を原因とする製品の
引は割れ、引は巣の発生を回避することにより、圧漏不
良等の製品不良を阻止し、品質の向上を図ることができ
る。

このことは、第４図ａおよび第４図すに示す厚肉鋳造部
３２の光学顕微鏡による１００倍の組織写真からも明確
に判定できる。第４図ａは、本実施例に係るサイアミー
グ型シリンダブロック成形用金型１０を用いて冷却しな
がら鋳造した場合の金属組織を示し、第４図すは、従来
の方法により冷却せずに鋳造した場合の金属組織を示す
。第４図すの金属組織には、第４図ａでは確認すること
ができなかった明確な引は割りを確認できる。さらには
第４図ａの金属組織は、第４図すの金属組織よりも微細
であることから、強度も向上したことが諒解できる。

また、前述のように水を水パイプ２２ａに循環させるこ
とにより、鋳造部３４へのアルミニウム合金の焼付きを
低減化できるばかりか鋳造部３４の初期温度（イニシア
ル）を低く設定することが可能となるために、温度振幅
を小さくし過大な熱応力が加わることを回避することが
できる。従って鋳造部３４の耐久性の向上が図れ、生産
コストの低下を達成することができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明に係るザイアミーズ型シリンダブ
ロックの水ジャケット成形用金型によれば、クランクシ
ャフトジャーナル受部とサイアミーズ型シリンダ部との
結合部の冷却同化能力を他の部位と同調させることによ
り引けの発生を阻止し、また、金属組織を微細化するこ
とにより鋳造製品の品質の向上を図ることができる。

さらには、鋳造部を囲繞する金型への合金の焼付きを回
避し、併せて鋳造部を囲繞する金型での初期温度を低く
設定することができるので鋳造部を囲繞する金型の耐久
性を高め、また製造コストの低減化を図る効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好適な実施例に用いたサイアミーグ
型シリンダブロック成形用金型を第２図のＡ−Ａ線方向
に破断した縦断面説明図、第２図は、本発明に係る好適
な実施例に用いられるボア中子型と、クランクシャフト
受部成形型と、水ジャケット成形用金型と、シリンダス
リーブを示す斜視図、 第３図は、本発明に係るサイアミーズ型シリンダブロッ
クの好適な実施例に用いられた第３の金型を取り外した
ザイアミーズ型シリンダブロックの平面図、 第４図ａは、本発明に係るサイアミーズ型シリンダブロ
ックの水ジャケット成形用金型を用いて鋳造されたザイ
アミーズ型シリンダブロックのクランクシャフトジャー
ナル受部近傍の金属組織を示す写真、 第４図すは、従来技術に係る装置を用いて鋳造されたザ
イアミーズ型シリンダブロックのクランクシャフトジャ
ーナル受部近傍の金属組織を示す写真である。 １０・・・サイアミーグ型シリンダブロック成形用金型 １２・・・第１の金型 １４・・・第２の金型 １５・・・クランクシャフト受部成形型１６・・・第３
の金型 １８・・・ボア中子型 ２０・・・水ジャケット成形用金型 ２２・・・冷却手段 ２４・・・湯道 ２６・・・スフラド用孔部鋳抜きピン ３０・・・シリンダスリーブ 特許出願人　　　　本田技研工業株式会社出願人代理人
　　　弁理士　　千葉　剛宏（他１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）サイアミーズ型シリンダバレルとシリンダブロッ
   ク外壁との間に形成される水ジャケットを成形する金型
   において、前記金型内部のクランクシャフトジャーナル
   受部に対応する近傍の部位に冷却手段を設けることを特
   徴とするサイアミーズ型シリンダブロックの水ジャケッ
   ト成形用金型