JPH06142834A - シリンダブロックの鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウォータジャケット用中子をキャビティ内に
安定した状態で位置決めし、しかも溶湯圧によるウォー
タジャケット用中子の内側および外側への変形を防止す
る。 【構成】 ウォータジャケット用中子１１の両方の内側
面に支持用凹部１２をそれぞれ形成し、複数の第１の鋳
抜きピン１５によってウォータジャケット用中子１１の
各支持用凹部１２の側面１２ａおよび天井面１２ｂを支
持し、複数の第２の鋳抜きピン２１、２２によってウォ
ータジャケット用中子１１の外側面１４ａおよび頂部１
４ｂを支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのシリンダブ
ロックを鋳造するための鋳造装置に関し、とくにキャビ
ティ内に配置されるウォータジャケット用中子を安定か
つ溶湯圧に対して精度よく支持することが可能なシリン
ダブロックの鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンのシリンダブロックには、冷却
水を流すためのウォータジャケットが形成される。シリ
ンダブロックの鋳造に際しては、ウォータジャケットを
形成するために、キャビティ内にウォータジャケット用
中子が配置されるが、従来では、ウォータジャケット用
中子は、シリンダヘッド接合側端部のみを鋳型に吊持さ
せるようにしている。

【０００３】ウォータジャケット用中子を上述のように
吊持させる場合は、中子が不安定になるので、キャビテ
ィ内への溶湯充填中および溶湯の加圧中に中子が動いた
り、中子が気筒配列方向と直交方向に膨らみ、シリンダ
バレルの肉厚が不均一となる問題がある。この対策とし
て、特開昭６２−８４８５７号公報では、ウォータジャ
ケット用中子の側面に巾木を設け、対応する側型の凹部
に当てたり、挟持させたりして中子の膨らみを防止して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウォー
タジャケット用中子の動きには膨らみばかりでなく、シ
リンダヘッド接合面側の固定端部を中心とした首振り
や、中子より外側のキャビティの溶湯圧が高くなって起
こる内側への変形もあり、これによってシリンダバレル
の肉厚が部分的に薄くなるという問題もある。したがっ
て、シリンダブロックの鋳造にあたっては、ウォータジ
ャケット用中子の首振り現象や溶湯圧による内側および
外側への変形を防止することが要求される。

【０００５】本発明は、上記の問題に着目し、ウォータ
ジャケット用中子をキャビティ内に安定した状態で位置
決めすることができ、しかも溶湯圧によるウォータジャ
ケット用中子の外側および内側への変形を防止すること
が可能なシリンダブロックの鋳造装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的に沿う本発明に
係るシリンダブロックの鋳造装置は、下型と側型と上型
の型締めによって形成されるキャビティ内に、ウォータ
ジャケットを形成するためのウォータジャケット用中子
を配置するシリンダブロックの鋳造装置において、前記
ウォータジャケット用中子の両方の内側面に支持用凹部
をそれぞれ形成し、前記下型に、ウォータジャケット用
中子の前記各支持用凹部の側面および天井面を支持する
とともに、鋳抜き後にシリンダヘッド側に開口する水穴
を形成する複数の第１の鋳抜きピンを設け、前記側型
に、型締めによって前記ウォータジャケット中子の外側
面および頂部を支持する複数の第２の鋳抜きピンを設け
たものから成る。

【０００７】

【作用】このように構成されたシリンダブロックの鋳造
装置においては、下型にウォータジャケット用中子を支
持する複数の第１の鋳抜きピンが設けられる。第１の鋳
抜きピンは、ウォータジャケット用中子の両方の内側面
にそれぞれ形成された支持用凹部の側面および天井面を
支持するので、ウォータジャケット用中子は内側を両方
から規制されることで側面方向のガタつきがなくなり、
ウォータジャケット用中子の首振り現象が防止される。

【０００８】また、ウォータジャケット用中子に作用す
る外方からの溶湯圧は第１の鋳抜きピンによって受け止
めることができ、ウォータジャケット用中子に作用する
内方からの溶湯圧は第２の鋳抜きピンによって受け止め
ることができる。したがって、ウォータジャケット用中
子の溶湯圧による外側および内側への変形を防止するこ
とが可能となる。第１の鋳抜きピンは、鋳抜き後はウォ
ータジャケットと連通する水穴を形成するものであるの
で、第１の鋳抜き後のピン穴を塞ぐ必要もなくなる。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明に係るシリンダブロックの鋳
造装置の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。

【００１０】第１実施例 図１ないし図６は、本発明の第１実施例を示しており、
とくに直列４気筒エンジンのシリンダブロックに適用し
た場合を示している。図１において、１はシリンダブロ
ック鋳造用金型を示しており、シリンダブロック鋳造用
金型１は、下型２、側型３、４、上型５に分割されてい
る。下型２は、所定の位置に固定されている。上型４
は、下型２の上方に位置しており、図示されない駆動手
段に連結されている。上型４は、中心軸線Ａに沿って下
型２に対して昇降可能となっている。

【００１１】側型３、４は、上型５を通る中心軸線Ａを
境にして左右にそれぞれ位置している。各側型３、４に
は、図示されない駆動手段が連結されている。各側型
３、４は、下型２の上面に沿って往復動するようになっ
ている。型締め時には、上型５が下型２に向って下降す
るとともに、各側型３、４が中心軸線Ａに向って移動す
るようになっている。型締め完了時には、図３に示すよ
うに、下型２、側型３、４、上型５の包囲によってキャ
ビティ６が形成されるようになっている。

【００１２】上型５の下端部には、シリンダブロックに
鋳ぐるまれるシリンダライナ８を固定するためのボアピ
ン部５ａが形成されている。下型２には、シリンダライ
ナ８の芯出しを行うためのボアピン部２ａが形成されて
いる。本実施例では、シリンダブロックの鋳込み姿勢
は、シリンダヘッド接続端面側が下方に位置する倒立と
なっている。

【００１３】キャビティ６内には、ウォータジャケット
を形成するためのウォータジャケット用中子１１が配置
されている。ウォータジャケット用中子１１は、鋳物砂
を固めたものであり、図４に示すように、筒状の中子が
４つ連らなった形状をしている。ウォータジャケット用
中子１１の両方の内側面には、支持用凹部１２、１３が
形成されている。一方の支持用凹部には、＃１気筒と＃
２気筒との間、および＃３気筒と＃４気筒との間にそれ
ぞれ位置している。他方の支持用凹部１３は、＃２気筒
と＃３気筒との間に位置している。

【００１４】一方の支持用凹部１２は、上下方向に延び
る平坦な側面１２ａと、この側面１２ａの頂部に位置し
水平面に形成された天井面１２ｂから構成されている。
他方の支持用凹部１３は、上下方向に延びる円弧状の側
面１３ａと、この側面１３ａの頂部に位置し水平面に形
成された天井面１３ｂから構成されている。

【００１５】下型２には、ウォータジャケット用中子１
１の各支持用凹部１２、１３を支持する複数の第１の鋳
抜きピン１５、１６が取付けられている。一方の第１の
鋳抜きピン１５は、＃１気筒と＃２気筒との間、および
＃３気筒と＃４気筒との間に位置する支持用凹部１２を
支持するようになっている。他方の第１の鋳抜きピン１
６は、＃２気筒と＃３気筒との間に位置する支持用凹部
１３を支持するようになっている。

【００１６】一方の第１の鋳抜きピン１５には、支持用
凹部１２の側面１２ａと接触可能な平坦な側面部１５ａ
と、支持用凹部１２の天井面１２ｂと当接可能な頂面部
１５ｂが形成されている。他方の第１の鋳抜きピン１６
には、支持用凹部１３の側面１３ａと接触可能な円弧状
の側面部１６ａと、支持用凹部１３の天井面１３ｂと当
接可能な頂面部１６ｂが形成されている。

【００１７】ウォータジャケット用中子１１の下端面に
は、下方に突出する複数の突起部１４ｃが形成されてい
る。各突起部１４ｃは、下型２の上面に形成された凹部
１８と僅かな隙間をもって嵌合可能となっている。下型
２には、キャビティ６内に突出する鋳抜きピン２０が取
付けられている。鋳抜きピン２０は、ウォータジャケッ
ト用中子１１の外側面と側型３、４との間に位置してい
る。この鋳抜きピン２０は、鋳抜き後にシリンダブロッ
クにボルト下穴（図示略）を形成するものである。

【００１８】一方の側型３には、水平方向に延びる第２
の鋳抜きピン２１が取付けられている。第２の鋳抜きピ
ン２１の先端には、切欠部２１ａが形成されている。第
２の鋳抜きピン２１は、型締め時にウォータジャケット
用中子１１に向って移動し、型締め完了時にはウォータ
ジャケット用中子１１の一方の外側面１４ａおよび頂部
１４ｂは、第２の鋳抜きピン２１の切欠部２１ａによっ
て支持されるようになっている。

【００１９】他方の側型４には、水平方向に延びる別の
第２の鋳抜きピン２２が取付けられている。第２の鋳抜
きピン２２の先端には、切欠部２２ａが形成されてい
る。第２の鋳抜きピン２２は、型締め時にウォータジャ
ケット用中子１１に向って移動し、型締め完了時にはウ
ォータジャケット用中子１１の他方の外側面１４ａおよ
び頂部１４ｂは、第２の鋳抜きピン２２の切欠部２２ａ
によって支持されるようになっている。

【００２０】つぎに、第１実施例における作用について
説明する。シリンダブロック鋳造用金型１が開いた状態
では、図２に示すように、側型３、４が中心軸線Ａから
遠ざかっており、上型５は上昇している。この状態で、
下型２に取付けられた第１の鋳抜きピン１５、１６への
ウォータジャケット用中子１１のセットが行われる。第
１の鋳抜きピン１５、１６へのウォータジャケット用中
子１１のセットが完了した状態では、ウォータジャケッ
ト用中子１１の内側面に形成された各支持用凹部１２、
１３が第１の鋳抜きピン１５、１６によって支持され
る。

【００２１】支持用凹部１２、１３には、天井面１２
ｂ、１３ｂが形成されるので、天井面１２ｂ、１３ｂと
鋳抜きピン１５、１６の頂面部１５ｂ、１６ｂとの当接
によってウォータジャケット用中子１１は上下方向に位
置決めされる。また、支持用凹部１２、１３には、側面
１２ａ、１３ａが形成されるので、側面１２ａ、１３ａ
と第１の鋳抜きピン１５、１６の側面部１５ａ、１６ａ
との接触によりウォータジャケット用中子１１は気筒列
と直交する方向に位置決めされる。

【００２２】ここで、ウォータジャケット用中子１１の
両方の側面１２ａ、１３ａが第１の鋳抜きピン１５、１
６によって位置決めされるので、ウォータジャケット用
中子１１は、気筒列と直交する方向にガタなく位置決め
される。したがって、ウォータジャケット用中子１１
は、鋳抜きピン１５、１６の頂部を支点として首振りす
ることもなくなり、ウォータジャケット用中子１１は所
定の位置に正確に位置決めされる。

【００２３】また、ウォータジャケット用中子１１の＃
２気筒と＃３気筒との間に位置する支持用凹部１３の側
面１３ａは円弧状に形成されており、この側面１３ａは
第１の鋳抜きピン１６の円弧状の側面部１６ａと接触す
るので、側面１３ａと側面部１６ａとが気筒列方向に係
合することになり、ウォータジャケット用中子１１の気
筒列方向の位置決めも正確に行われる。

【００２４】ウォータジャケット用中子１１のセットが
完了すると、型締めが開始され側型３、４が第１の鋳抜
きピン１５、１６側に向ってそれぞれ移動し、所定の位
置に位置決めされる。側型３、４が所定の位置に位置決
めされた状態では、図１に示すように、側型３、４に取
付けられた第２の鋳抜きピン２１、２２の切欠部２１
ａ、２２ａによってウォータジャケット用中子１１の外
側面１４ａおよび頂部１４ｂが支持される。

【００２５】側型３、４の移動が完了すると、上型５の
下降が開始され、上型５はウォータジャケット用中子１
１に向って降下する。上型５が所定の位置に位置決めさ
れた状態では、型締め完了となり、下型２、側型３、
４、上型５の包囲によってキャビティ６が形成される。
また、この状態では上型５に取付けられたシリンダライ
ナ８が下型２のボアピン２ａと嵌合し、シリンダライナ
８の芯出しが行われる。

【００２６】型締めが完了すると、図３に示すように、
キャビティ６内にはアルミ合金溶湯３０が充填され、シ
リンダブロックの加圧鋳造が行われる。この状態ではシ
リンダライナ８はアルミ合金溶湯３０によって鋳ぐるま
れる。キャビティ６内にアルミ合金溶湯３０が充填され
る状態では、ウォータジャケット用中子１１に外方から
溶湯圧が作用するが、この溶湯圧をウォータジャケット
用中子１１を支持する複数の第１の鋳抜きピン１５、１
６で受け止めることができ、溶湯圧によるウォータジャ
ケット用中子１１の内側への変形が防止される。

【００２７】また、＃１気筒と＃２気筒との間、および
＃３気筒と＃４気筒との間に位置する支持用凹部１２を
支持する第１の鋳抜きピン１５、側面部１５ａは、ウォ
ータジャケット用中子１１との接触面が平坦になってい
るので、ウォータジャケット用中子１１気筒列方向に熱
収縮などを生じても、側面部１５ａは滑り面として機能
することになる。したがって、ウォータジャケット用中
子１１が熱変形しても、熱応力によるウォータジャケッ
ト用中子１１の損傷は回避される。

【００２８】キャビティ６内へのアルミ合金溶湯３０の
充填時には、ウォータジャケット用中子１１には、浮き
上がり方向への力や外方への力が作用するが、ウォータ
ジャケット用中子１１の外側面１４ａおよび頂部１４ｂ
は第２の鋳抜きピン２１、２２の切欠部２１ａ、２２ａ
によって支持されるので、アルミ合金溶湯３０によるウ
ォータジャケット用中子１１の浮き上がりや外方への膨
らみも防止される。

【００２９】さらに、ウォータジャケット用中子１１の
下端には、下型２の凹部１８と係合する複数の突起部１
４ｃが形成されているので、ウォータジャケット用中子
１１の下部が溶湯圧によって外側に脹らむことも抑制さ
れる。

【００３０】ウォータジャケット用中子１１の支持用凹
部１２、１３と第１の鋳抜きピン１５、１６との間の隙
間、ウォータジャケット用中子１１の外側面１４ａおよ
び頂部１４ｂと第２の鋳抜きピン２１、２２との間の隙
間、ウォータジャケット用中子１１の突起部１４ｃと下
型２の凹部１８との間の隙間には、それぞれアルミ合金
溶湯３０が侵入するので、結果としてウォータジャケッ
ト用中子１１はすべてアルミ合金溶湯３０で包まれるこ
とになる。したがって、後処理工程への搬送時に、ウォ
ータジャケット用中子１１を構成する鋳物砂が外部にこ
ぼれるという問題もない。

【００３１】キャビティ６内に充填されたアルミ合金溶
湯３０が完全に凝固すると、型開きが開始され、上型５
が上昇するとともに、側型３、４が第１の鋳抜きピン１
５、１６から遠ざかる方向に移動される。これにより、
シリンダブロック３５の取出しが可能となる。シリンダ
ブロック鋳造用金型１から取り出されたシリンダブロッ
ク３５は、図６に示すように、シリンダヘッド側へ突出
した突出部３７が機械加工によって切削され、鋳物砂の
排出が行われる。

【００３２】第１の鋳抜きピン１５、１６が鋳抜かれた
ことによって形成される水穴（図示略）は、第１の鋳抜
きピン１５、１６の径に近いドルル（図示略）によって
穿孔され、溶湯の侵入によるバリの切除が行なわれる。
これにより、第１の鋳抜きピン１５、１６の鋳抜きによ
って形成された水穴とウォータジャケット３６とを連通
させることができる。また、第２の鋳抜きピン２１、２
２が鋳抜かれたことによって形成される穴は、図示され
ないプラグによって穴埋めされる。

【００３３】第２実施例 図７ないし図９は、本発明の第２実施例を示している。
第２実施例が第１実施例と異なるところは、第３の鋳抜
きピンの有無であり、その他の部分は第１実施例に準じ
るので、準じる部分に第１実施例と同一の符号を付すこ
とにより準じる部分の説明を省略し、異なる部分につい
てのみ説明する。

【００３４】図７において、図示されない側型３、４に
は第３の鋳抜きピン２５、２６が取付けられている。第
３の鋳抜きピン２５、２６は、図７に示すように、ウォ
ータジャケット用中子１１の各＃１〜＃４気筒の中心軸
線Ｂ上に位置している。第３の鋳抜きピン２５、２６
は、側型３、４の型締め時に、図８に示すように、ウォ
ータジャケット用中子１１の下端部外側面１４ｄを支持
するようになっている。

【００３５】このように構成された第２実施例において
は、キャビティ６内に充填されたアルミ合金溶湯３０の
溶湯圧を第３の鋳抜きピン２５、２６によって受け止め
ることができ、溶湯圧によるウォータジャケット用中子
１１のシリンダヘッド接合面側の外方への膨らみが防止
される。第３の鋳抜きピン２５、２６の鋳抜きによって
形成されたシリンダブロック３５のピン穴３７は、図９
に示すように、プラグ３８によって塞がれる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、つぎの効果が得られ
る。

【００３７】（１）複数の第１の鋳抜きピンによってウ
ォータジャケット用中子の各支持用凹部の側面および天
井面を支持し、複数の第２の鋳抜きピンによってウォー
タジャケット用中子の外側面および頂部を支持するよう
にしたので、ウォータジャケット用中子の首振り現象や
溶湯圧による内側および外側へ変形を防止することがで
きる。したがって、シリンダブロックを所定の形状に精
度よく鋳造することができ、シリンダブロックの品質を
向上させることができる。

【００３８】（２）型に取付ける鋳抜きピンを利用して
ウォータジャケット用中子を支持するようにしているの
で、型締めに伴う型の移動によって鋳抜きピンを移動さ
せることができ、ウォータジャケット用中子を支持する
ための特別の駆動装置も不要となり、鋳造装置の構成を
簡素化することができる。

【００３９】（３）第１の鋳抜きピンによって鋳抜かれ
たピン穴は、ウォータジャケットと連通する水穴として
機能するので、第１の鋳抜ピンの鋳抜き後のピン穴を塞
ぐ必要もなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るシリンダブロック鋳
造装置におけるウォータジャケット用中子の支持完了状
態を示す断面図である。

【図２】図１の装置におけるウォータジャケット用中子
の支持開始状態を示す断面図である。

【図３】図１の装置による鋳造状態を示す断面図であ
る。

【図４】図１のウォータジャケット用中子の鋳抜きピン
による支持状態を示す底面図である。

【図５】図１のウォータジャケット用中子の鋳抜きピン
による支持状態を示す斜視図である。

【図６】図１の装置によって鋳造されたシリンダブロッ
クの断面図である。

【図７】本発明の第２実施例に係るシリンダブロック鋳
造装置におけるウォータジャケット用中子の鋳抜きピン
による支持状態を示す底面図である。

【図８】図７のウォータジャケット用中子の鋳抜きピン
による支持状態を示す斜視図である。

【図９】図８の支持構造によって鋳造されたシリンダブ
ロックの断面図である。

【符号の説明】

２ 下型 ３ 側型 ４ 側型 ５ 上型 ６ キャビティ １１ ウォータジャケット用中子 １２ 支持用凹部 １２ａ 側面 １２ｂ 天井面 １３ 支持用凹部 １３ａ 側面 １３ｂ 天井面 １４ａ 外側面 １４ｂ 頂部 １５ 第１の鋳抜きピン １６ 第１の鋳抜きピン ２１ 第２の鋳抜きピン ２２ 第２の鋳抜きピン ２５ 第３の鋳抜きピン ２６ 第３の鋳抜きピン ３０ アルミ合金溶湯 ３５ シリンダブロック ３６ ウォータジャケット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下型と側型と上型の型締めによって形成
   されるキャビティ内に、ウォータジャケットを形成する
   ためのウォータジャケット用中子を配置するシリンダブ
   ロックの鋳造装置において、前記ウォータジャケット用
   中子の両方の内側面に支持用凹部をそれぞれ形成し、前
   記下型に、ウォータジャケット用中子の前記各支持用凹
   部の側面および天井面を支持するとともに、鋳抜き後に
   シリンダヘッド側に開口する水穴を形成する複数の第１
   の鋳抜きピンを設け、前記側型に、型締めによって前記
   ウォータジャケット中子の外側面および頂部を支持する
   複数の第２の鋳抜きピンを設けたことを特徴とするシリ
   ンダブロックの鋳造装置。