JPH07108447B2

JPH07108447B2 - シリンダブロックの鋳造装置

Info

Publication number: JPH07108447B2
Application number: JP13527189A
Authority: JP
Inventors: 敏英杉山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1989-05-29
Publication date: 1995-11-22
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPH03460A

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
しくはシリンダライナが鋳ぐるみされたアルミ合金製の
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、シリンダライナおよびウォータジャケット中子を高
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。

従来の技術とその課題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ダイベースと、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
る製品を受け取る製品受け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け取り機構の上
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ダ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。

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
子自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い。

また、鋳造と同時に鋳鉄製のシリンダライナを鋳ぐるみ
してしまういわゆるライナ鋳ぐるみタイプのシリンダブ
ロックの製造法において、鋳造に先立ってウォータジャ
ケット中子のみならずシリンダライナまでも予め金型内
にセットすることが条件とされる。その場合、シリンダ
ライナの周囲の湯回りをよくするためにシリンダライナ
を予め加熱しておき、加熱後速やかに溶湯の充填に移行
することが必要になる。

したがって、従来は上記のような時間的な制約から、予
めバーナ式の加熱炉で加熱したシリンダライナをその都
度作業者が取り出して金型にセットしなければならず、
これがシリンダロックの鋳造作業の完全自動化を図る上
で大きな障害となっていると同時に、加熱物を取り扱う
過酷な作業者から作業者を解放することができない。

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およびウォータジャケット
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ととも
に、シリンダライナの加熱までも自動的に行えるように
した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、前述したようにシリンダライナを鋳ぐるみし
てなる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と待機
位置に隣接する中子セット位置との間を水平方向に走行
移動可能であって、中子セット位置においてシリンダラ
イナおよびウォータジャケット中子を正規の鋳ぐるみ位
置に位置決めする中子セット治具と、昇降可能な金型取
付フレームを備えるとともに前記注湯位置と待機位置と
の間を水平方向に走行移動可能であって、金型取付フレ
ームには上型と、該上型に対し水平方向に進退して前記
固定下型，横型および上型とともに製品部空間を形成す
る前後型とを取り付けた走行車と、前記中子セット位置
に隣接するライナプリセット位置に設けられてシリンダ
ライナがプリセットされるライナプリセット治具と、ラ
イナ加熱手段を内蔵したライナ把持手段を備えるととも
にライナプリセット位置と前記中子セット位置との間の
水平方向に走行移動可能であって、ライナプリセット治
具上のシリンダライナを把持して加熱した上で前記中子
セット位置の中子セット治具に移載するライナ搬送台車
とを備えている。

作用この構造によると、ライナプリセット位置のライナプリ
セット治具上にシリンダライナがセットされると、ライ
ナ搬送台車のライナ把持手段がシリンダライナを把持す
ると同時に内蔵する加熱手段によってシリンダライナを
加熱しつつ待機する。これと併行して中子セット位置の
中子セット治具上にウォータジャケット中子がセットさ
れると、前記ライナ搬送台車が作動して、加熱されたシ
リンダライナを、既にウォータジャケット中子がセット
されている中子セット治具にセットする。

ウォータジャケット中子およびシリンダライナがセット
された中子セット治具は待機位置まで移動し、ここで待
機している走行台車により、シリンダライナは上型に、
ウォータジャケット中子は前後型にそれぞれ先の位置決
め状態のままで支持される。そして、注湯位置において
上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、シリンダライナとウォータジャケット中子の固定下
型に対する位置決めがなされる。

この後、上記の固定下型，上型，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
ライナおよびウォータジャケット中子は各型に位置決め
支持される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か否かにかかわらず、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構成説明図
で、第２図は第１図のII−II線に沿う断面説明図、第３
図は第１図の右側面図である。

第１図〜第３図において、P₁は注湯ステーション、P₂は
待機ステーション、P₃は中子セットステーションであ
る。また、P₄はライナプリセットステーション、第３図
のP₅はライナ投入ステーション、P₆は製品取り出しステ
ーションをそれぞれに示す。

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１上に固定下型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を配設してある。

また、上述した注湯ステーションP₁と待機ステーション
P₂との間には、二本で一対をなす軌道レール６を掛け渡
し、この軌道レール６に、それらのステーションP₁とP₂
との間で走行する走行台車７を設けてある。

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10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てある。そして金型取付フレーム10
り下面中央部分にはボア型13と一体の上型12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１図に
示すように前型15および後型16をボア型13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
けてある。

注湯ステーションP₁に隣接する待機ステーションP₂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P₂を
経てその前後方向へ延在させてある。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
ク受け治具24をそれぞれ位置決め載置してある。

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25,26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P₂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。つまり、中子搬送台車21は中子セツトステーション
P₃と待機ステーションP₂との間を走行し、またワーク積
載台車22は製品取り出しステーションP₆と待機ステーシ
ョンP₂との間を走行する。

ここで、リフター19は、いずれかの台車21または22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。

中子セットステーションP₃とライナプリセットステーシ
ョンP₄との間には第３図にも示すようにトラバースレー
ル20と平行に一対のガイドレール31が設けられ、さらに
ライナプリセットステーションP₄とライナ投入ステーシ
ョンP₅との間にはガイドレール31と直交方向に延びる一
対の走行レール32が設けられている。

そして、ガイドレール31には、シリンダ33の作動により
中子セットステーションP₃とライナプリセットステーシ
ョンP₄との間を走行するライナ搬送台車34が支持され、
また走行レール32には、ライナプリセット治具35を搭載
してモータ36のはたらきによりライナプリセットステー
ションP₄とライナ投入ステーションP₅との間を走行する
ライナプリセット台車37が支持されている。

ライナ搬送台車34にはシリンダ38の作動により昇降する
チャック取付板39が設けられており、チャック取付板39
にはシリンダライナ40を把持するためのライナ把持手段
としての四つのライナチャック41が設けられている。

ライナチャック41は第５図および第６図に示すように、
チャックシリンダ42の作動により開閉する複数のチャッ
ク爪43を備えており、各チャック爪43にはライナ加熱手
段としてのブロックヒータ44が内蔵されているほか、い
ずれか一つのチャック爪43には温度コントロール用の熱
電対45が設けられている。

次に金型の要部の詳細を第２図のほか第７図および第８
図に基づいて説明する。

第７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46をフィーダ47およびストーク48を介して
第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49を介して連結された金型取付フレー
ム10の下面に、ボア型13と一体の上型12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ピン
50を、連結板51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52に連結してある。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53
に接続された吸引開口部54が形成されている。

さらに、前後の型15,16は第８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55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56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９図に示すウォータジ
ャケット中子57の幅木58,59の端部を嵌合させるための
幅木差込部60,61を形成してある。

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、上型12と一体のボア型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に対して前
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。

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。

例えば直列４気筒エンジン用のシリンダブロックを製造
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の一端部の中子セッ
トステーションP₃（第１図および第２図）に、ライナプ
リセット台車37を第３図の中子投入ステーションP₅に、
ライナ搬送台車34を第1,3図のライナプリセットステー
ションP₄にそれぞれ位置させておく。そして、ライナ投
入ステーションP₅において第９図に示すような四本の鋳
鉄製のシリンダライナ40を作業者あるいはハンドリング
装置にてライナプリセット台車37上のライナプリセット
治具35上に位置決め載置する。

ライナプリセット治具35上にシリンダライナ40がプリセ
ットされると、ライナプリセット台車37がライナプリセ
ットステーションP₄まで走行し、続いてライナ搬送台車
34のライナチャック41がシリンダ38の作動により下降
し、ライナチャック41がシリンダライナ40内に挿入され
た上で第５図の各チャック爪43が外側に開いて内径把持
方式で各シリンダライナ40を把持する。同時に、各チャ
ック爪40のブロックヒータ44に通電されて、その熱伝導
によりシリンダライナ40を加熱しつつ待機する。

一方、中子セットステーションP₃の中子セット治具23上
に第９図に示すようなウォータジャケット中子57が作業
者あるいはハンドリング装着によりセットされると、ラ
イナ搬送台車34が第４図に示すようにライナチャック41
で把持したシリンダライナ40を持ち上げた上、中子セッ
トステーションP₃まで走行する。この搬送過程において
は、ブロックヒータ44と熱電対45とのはたらきによりシ
リンダライナ40が所定の温度（例えば400〜500℃）にな
るように加熱されている。そして、中子セットステーシ
ョンP₃において、ライナチャック41に支持されているシ
リンダライナ40を再度下降させることにより、既にウォ
ータジャケット中子57がセットされている中子セット治
具23に対して各シリンダライナ40がセットされ、ライナ
搬送台車34はシリンダライナ40を中子セット治具23上に
解放した上で先のライナプリセットステーションP₄に戻
る。以上により、シリンダライナ40およびウォータジャ
ケット中子57は中子セット治具23上で正規の鋳ぐるみ位
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P₂へ移動させ、この待機
ステーション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40およびウォータジ
ャケット中子57とともに、リフター19によって第10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40内へ進入し、併
せて吸引開口部54（第７図）から真空ポンプ53により吸
引することで、それぞれのシリンダライナ40をボア型13
の周面に真空吸着する。

ここで、シリンダライナ40の内周面は、第５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40
への進入がきわめて円滑に行われることになる一方、シ
リンダライナ40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40の密着に基づき、ボア型13
に対するシリンダライナ40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40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
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57の幅木58,59を前後型15,16の幅木差込部60,6
1内へ十分に進入させて、ウォータジャケット中子57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57について幅木58,59の二箇所を支持するこ
とにより、幅木59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40とウォータジャケッ
ト中子57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
をリフレー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を上型12および前後型1
5,16とともに、ひいてはシリンダライナ40およびウォー
タジャケット中子57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40お
よびウォータジャケット中子57を第11図に実線で示すよ
うに注湯ステーションP₁位置に正確に位置決めする。

続いて、昇降シリンダ９の再度の伸長動作に基づき、上
型12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７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、上型12および
前後型15,16のそれぞれにて保持したシリンダライナ40
およびウォータジャケット中子57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７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。

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48,フィーダ47および注湯口46を経て注湯す
る。これによりシリンダライナ40およびウォータジャケ
ット中子57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12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P₂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P₂位
置において、第13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け
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。さらに上型12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52の作
動によってエジェクターピン50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をその上型12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ピン
50の突出速度とワーク受け治具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を受け取ったワーク
受け治具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上の第１図の製品取り出しステーション
P₆へ移送され、そこにてシリンダブロックＷを次工程へ
引き渡すことになる。

発明の効果以上のように本発明によれば、中子セット治具上で位置
決めされたシリンダライナおよびウォータジャケット中
子を上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ウォータ
ジャケット中子も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ウォー
タジャケット中子は上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、シリンダライナの加熱は、シリンダライナがライ
ナ投入位置から中子セット位置に搬送されるまでの間
に、ライナ把持手段に内蔵した加熱手段によって行われ
るので、従来のようにシリンダライナの加熱およびシリ
ンダライナの金型へのセット作業に作業者が関与する必
要がなく、シリンダライナの加熱を含めたシリンダヘッ
ドの鋳造作業の完全自動化に大きく寄与できる。

【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構成説明
図、第２図は第１図のII−II線に沿う断面説明図、第３
図は第１図の右側面図、第４図は第１図の要部の作動説
明図、第５図はライナチャックの拡大断面図、第６図は
第５図のVI−VI線に沿う断面図、第７図は第２図の要部
拡大図、第８図は第１の要部拡大説明図、第９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10
図，第11図，第12図および第13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、21……
中子搬送台車、23……中子セット治具、34……ライナ搬
送台車、35……ライナプリセット治具、37……ライナプ
リセット台車、40……シリンダライナ、41……ライナ把
持手段としてのライナチャック、44……加熱手段として
のブロックヒータ、54……吸引開口部、57……ウォータ
ジャケット中子、58,59……幅木、60,61……幅木差込
部、Ｒ……製品部空間、Ｗ……シリンダブロック、P₁…
…注湯ステーション（注湯位置）、P₂……待機ステーシ
ョン（待機位置）、P₃……中子セットステーション（中
子セット位置）、P₄……ライナプリセットステーション
（ライナプリセット位置）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダライナを鋳ぐるみしてなるシリン
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と待機位置に隣接する中子
セット位置との間を水平方向に走行移動可能であって、
中子セット位置においてシリンダライナおよびウォータ
ジャケット中子を正規の鋳ぐるみ位置に位置決めする中
子セット治具と、昇降可能な金型取付フレームを備えるとともに前記注湯
位置と待機位置との間を水平方向に走行移動可能であっ
て、金型取付フレームには上型と、該上型に対し水平方
向に進退して前記固定下型，横型および上型とともに製
品部空間を形成する前後型とを取り付けた走行台車と、前記中子セット位置に隣接するライナプリセット位置に
設けられてシリンダライナがプリセットされるライナプ
リセット治具と、ライナ加熱手段を内蔵したライナ把持手段を備えるとと
もにライナプリセット位置と前記中子セット位置との間
を水平方向に走行移動可能であって、ライナプリセット
治具上のシリンダライナを把持して加熱した上で前記中
子セット位置の中子セット治具に移載するライナ搬送台
車、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。