JPH0671418A - ウォータジャケット中子の支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダブロックの鋳造金型において、注湯
時にウォータジャケット中子の傾きおよび変形を防止す
る。 【構成】 金型9,10,11,12で空間を形成する。金型13に
シリンダライナ14を固定する。シリンダライナ14の軸方
向の中間部外周に周方向に沿って突起部16を設ける。ウ
ォータジャケット中子15（以下、中子15という）の内周
に軸方向に沿って延びる凸部18を周方向に沿って所定間
隔で複数設ける。中子15をシリンダライナ14に外嵌し、
凸部18を突起部16に載置する。シリンダライナ14および
中子15を装着した金型13を金型9,10,11,12で形成した空
間に挿入してキャビティを形成する。中子15は、軸方向
に沿って延ばされた複数の凸部18の内周側がシリンダラ
イナの外周面で支持されるので、注湯時の溶湯の圧力に
よって中子15が傾いたり縮径方向に変形したりすること
がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダライナの周囲
にウォータジャケットを設けたシリンダブロックを鋳造
するにあたり、その鋳造金型のキャビティ内にウォータ
ジャケット形成用の崩壊性中子を支持するためのウォー
タジャケット中子の支持構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】別途製作されたシリンダライナを鋳包み
して、このシリンダライナの外周部にウォータジャケッ
トを配設したシリンダブロックを鋳造するための鋳造金
型は、従来、例えば図８に示すように、金型１、金型
２、金型３および金型４によって空間を形成し、この空
間内に金型５に装着したマンドレル６を挿入してキャビ
ティを形成するようにしている。そして、マンドレル６
には、シリンダブロックに鋳包みされるシリンダライナ
７およびウォータジャケットを形成するための崩壊性の
ウォータジャケット中子８（以下、中子８という）が装
着されている。

【０００３】中子８は、その上端部内周に形成された突
出部8aをマンドレル６の上部外周に形成された突出部6a
に載置し、突出部8aを突出部6aと金型４との間にはさむ
ことによりキャビティ内に支持されている。このとき、
金型１、金型２、金型３、金型４および金型５を型締し
た状態で中子８の突出部8aとこれを挾持する金型４およ
びマンドレル６の突出部6aとの間に適当な隙間ｃが形成
され、中子８が適度な遊びをもって支持されるようにな
っている。そして、型締時に中子８が金型等に押し当て
られて崩壊するのを防止するとともに、鋳込みの際の溶
湯の圧力および溶湯に対する中子８の浮力によって生じ
る力を緩和して中子８が崩壊しないようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のウォータジャケット中子の支持構造では、中子８の
上端に設けられた突出部6aをマンドレル６の突出部6aと
金型４とで隙間ｃをもって挾持することによって中子８
を支持しているので、鋳込みの際に、図９に示すよう
に、溶湯Ｍの圧力および溶湯に対する中子８の浮力によ
って中子８がマンドレル６の軸に対して傾くことがあ
る。中子８が傾くと製品の肉厚が不均一となり寸法精度
が低下するので、注湯時の中子８の傾きを見込んで製品
の肉厚を厚めに設定する必要があり、シリンダブロック
の軽量化の要求に反するという問題がある。

【０００５】また、溶湯の圧力によって中子８が変形し
て、その下部が拡径または縮径されることにより均一な
肉厚が得にくいという問題がある。

【０００６】さらに、中子８を位置決めするマンドレル
６は製品内に鋳包みされるので、これを取出して再生す
る工程が必要であり、製造コストがかかるという問題が
ある。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、注湯時にシリンダブロックのウォータジャケッ
ト中子の傾きおよび変形を防止することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、鋳包みされるシリンダライナの周囲に
ウォータジャケットが配設されたシリンダブロックを鋳
造するための金型のキャビティ内にウォータジャケット
中子を支持する構造であって、前記シリンダライナの軸
方向中間部の外周に周方向に沿って突起部を設け、前記
ウォータジャケット中子の内周に軸方向に沿って延ばさ
れ一端が前記シリンダライナの突起部に当接する凸部を
周方向に沿って所定間隔で複数配置し、前記ウォータジ
ャケット中子を前記シリンダライナに外嵌させたことを
特徴とする。

【０００９】

【作用】このように構成したことにより、ウォータジャ
ケット中子をシリンダライナに外嵌させウォータジャケ
ット中子の凸部をシリンダライナの突起部に載置して型
締すると、ウォータジャケット中子の軸方向に沿って延
ばされた複数の凸部の内周側がシリンダライナの外周面
で支持されるのでウォータジャケット中子の傾きおよび
変形が防止される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は、鋳込みが完了した状態の鋳造金
型を示し、図２は、製品であるシリンダブロックとその
ウォータジャケット中子を示し、図３は型締が完了した
鋳造金型のキャビティ内に溶湯を注入する工程を示して
いる。

【００１１】図１に示すように、シリンダブロックＷの
鋳造金型は、金型９、金型10、金型11および金型12によ
って空間を形成し、この空間内に金型13を挿入してキャ
ビティを形成している。そして、金型13には、別途製作
されシリンダブロックＷに鋳包みされるシリンダライナ
14およびシリンダライナ14の周囲にウォータジャケット
を形成するための崩壊性のウォータジャケット中子15
（以下、中子15という）が装着されている。

【００１２】シリンダライナ14は、金型13に外嵌され、
金型13に臨む内周面がシリンダボアを形成し、キャビテ
ィに臨む外周側がシリンダブロックに溶着されて鋳包み
されるようになっている。シリンダライナ14には、その
軸方向の中間部外周に周方向に沿って突起部16が設けら
れている。

【００１３】図１および図２に示すように、中子15は、
シリンダライナ14の周囲を囲むように設けられ、その内
周面に軸方向に沿って延ばされ一端がシリンダライナ14
の突起部16に当接する複数の凸部17が周方向に所定間隔
をもって設けられている。中子15は、凸部17とシリンダ
ライナ14の外周面との間に所定（0.3mm 程度）の隙間を
もってシリンダライナ14に外嵌されるようになってお
り、また、凸部17の端部がシリンダライナ14の突起部16
に載置されるようになっている。中子15の上端部には、
ウォータジャケットをシリンダヘッド側に連通させる開
口部を形成するために金型12に当接する複数の突出部18
が設けられている。そして、中子15は、金型９，10，1
1，12，13を型締した状態でシリンダライナ14の突起部1
6と金型12との間に凸部17および突出部18が所定の隙間
をもってはさまれて位置決めされるようになっている。

【００１４】以上のように構成した本実施例の作用につ
いて次に説明する。

【００１５】先ず、シリンダライナ14に中子15を外嵌さ
せ凸部17を突起部16に載置させてシリンダライナ14に中
子15を支持させる。この状態でシリンダライナ14を金型
13に外嵌させて固定する。次に、シリンダライナ14およ
び中子15が装着された金型13を金型９，10，11，12によ
って形成した空間内に挿入して型締しキャビティを形成
する。このとき、中子15は、複数の凸部17の内周側とシ
リンダライナ14の外周面によって水平方向に位置決めさ
れ、シリンダライナ14の突起部16の上端面と金型12の下
端面との間に凸部17および突出部18がはさまれて上下方
向に位置決めされる。そして、図３に示すように、はじ
め、中子15は自重によって突起部16に当接しており、突
出部18と金型12との間に隙間が形成されている。このた
め、型締時に中子15が金型等に押し当てられて崩壊する
ことがない。

【００１６】型締後、図３に示すように、金型９の下方
から注湯してキャビティ内に溶湯が充填されると、シリ
ンダライナ14および中子15に浮力が生じる。このとき、
シリンダライナ14は金型13に固定されているので移動す
ることないが、中子15はこの浮力によって浮き上がり突
出部18が金型12に当接する。中子15は、凸部17とシリン
ダライナ14の外周面との間に所定の隙間が設けられてい
るので、この隙間の範囲で水平方向に移動可能となって
おり、また、凸部17は中子15の軸方向に延ばされている
ので中子15がシリンダライナ14の軸方向に対してほとん
ど傾くことがない。ここで、中子15の軸方向の寸法に応
じて凸部17の長さを充分長く設定することにより中子15
の傾きを防止することができる。

【００１７】キャビティ内の溶湯の流れおよび圧力によ
り中子15には様々な力が作用しており、これらが中子崩
壊の原因となっている。特に、キャビティ内への注湯が
完了する付近では、半凝固状態の溶湯が移動することに
よって中子15に大きな力が作用するので中子の崩壊が起
こりやすい。ここで、凸部17とシリンダライナ14の外周
面との間の隙間の範囲で中子15が移動することによって
キャビティ内の溶湯の流れおよび圧力によって生じる中
子15に作用する力が緩和されるので中子15の崩壊が防止
される。また、中子15がシリンダライナ14の軸に対して
ほとんど傾くことがないので均一な肉厚の製品を得るこ
とができ、シリンダブロックＷの肉厚を薄く設定するこ
とができる。

【００１８】また、ダイカスト等の注湯圧力の高い鋳造
法では、中子15は、縮径方向に変形しやすいことが知ら
れているが、本実施例では、中子15は、凸部17の内周側
とシリンダライナ14の外周面とが当接することにより、
これらの隙間以上に縮径されることがないので、中子15
が過度に変形することがない。

【００１９】このように、シリンダブロックＷの肉厚の
寸法精度を向上させることができるので、ウォータジャ
ケットの形状およびシリンダライナを囲む肉部の形状を
調整するすることにより、鋳造による残留応力を小さく
してシリンダボアの寸法精度を向上させることができ
る。

【００２０】さらに、シリンダライナ14によって中子15
を位置決めしており、マンドレルを用いていないので、
シリンダブロックに鋳包みされたマンドレルを再生する
工程が不要でありシリンダブロックの製造コストが少な
くてすむ。

【００２１】なお、本実施例では、シリンダライナ14の
軸方向の中間部外周に突起部16を設けて中子15を載置す
るようにしているが、このほか、例えば図４に示すよう
に、突起部16の代わりにシリンダライナ14の外周に中子
15を載置する段部を形成してもよい。また、図５に示す
ように、シリンダライナ14の外周面に溝を設け、この溝
にリング20を嵌合させ、または、図６に示すように、シ
リンダライナ14の外周面に突起部材21を別体に取付ける
ようにしてもよい。さらに、図７に示すように、中子15
に凸部18の代わりにシリンダライナ14の外周面および突
起部16の端面に当接する突起部材22を埋め込んで中子15
の軸方向の中間部を支持するようにしてもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のウォータ
ジャケット中子の支持構造によれば、ウォータジャケッ
ト中子をシリンダライナに外嵌させウォータジャケット
中子の凸部をシリンダライナの突起部に載置して型締す
ることにより、ウォータジャケット中子の軸方向に沿っ
て延ばされた複数の凸部の内周側がシリンダライナの外
周面で支持されるのでウォータジャケット中子の傾きお
よび変形が防止される。その結果、均一な肉厚のシリン
ダブロックを得ることができる。また、シリンダライナ
によってウォータジャケット中子を位置決めしており、
マンドレルを用いていないので、シリンダブロックに鋳
包みされたマンドレルを再生する工程が不要であり、マ
ンドレルを用いた従来のものに比して製造コストが少な
くてすむという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の鋳造金型の鋳込みが完了し
た状態を示す縦断面図（図２のＡ−Ａ線による縦断面
図）である。

【図２】図１の鋳造金型による製品であるシリンダブロ
ックとそのウォータジャケット中子の平面図である。

【図３】図１の鋳造金型のキャビティに注湯している状
態を示す縦断面図である。

【図４】本発明の他の実施例のウォータジャケット中子
の支持構造を示すシリンダブロックの要部の縦断面図で
ある。

【図５】本発明のさらに他の実施例のウォータジャケッ
ト中子の支持構造を示すシリンダブロックの要部の縦断
面図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例のウォータジャケッ
ト中子の支持構造を示すシリンダブロックの要部の縦断
面図である。

【図７】本発明のさらに他の実施例のウォータジャケッ
ト中子の支持構造を示すシリンダブロックの要部の縦断
面図である。

【図８】従来のシリンダブロックの鋳造金型の型締した
状態の縦断面図である。

【図９】図９の装置において、キャビティに注湯してい
る状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

9,10,11,12,13 金型 14 シリンダライナ 15 ウォータジャケット中子 16 突起部 17 凸部 Ｗ シリンダブロック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳包みされるシリンダライナの周囲にウ
   ォータジャケットが配設されたシリンダブロックを鋳造
   するための金型のキャビティ内にウォータジャケット中
   子を支持する構造であって、前記シリンダライナの軸方
   向中間部の外周に周方向に沿って突起部を設け、前記ウ
   ォータジャケット中子の内周に軸方向に沿って延ばされ
   一端が前記シリンダライナの突起部に当接する凸部を周
   方向に沿って所定間隔で複数配置し、前記ウォータジャ
   ケット中子を前記シリンダライナに外嵌させたことを特
   徴とするウォータジャケット中子の支持構造。