JPH082477B2

JPH082477B2 - 鋳造に使用される中子

Info

Publication number: JPH082477B2
Application number: JP63161189A
Authority: JP
Inventors: 浤司関口; 訓男斎藤; 康明栗原
Original assignee: 日野自動車工業株式会社
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH0211244A

Description

【発明の詳細な説明】発明に関係ある分野この発明は、薄肉箇所の鋳抜きに適するところの鋳造
に使用される中子に関する。

背景技術近年、自動車のエンジンでは、出力を大きくするため
にシリンダ・ブロックのボア・ピッチを変えると、クラ
ンク・シャフトの長さが変わり、また、それに伴ってそ
のシリンダ・ボアの内径を加工する種々の加工機械も変
える必要があるので、そのシリンダ・ブロックのボア・
ピッチを変えずにそのシリンダ・ブロックに形成される
シリンダ・ボアを大きくさせて出力を増大させる傾向に
ある。加えて、水冷型エンジンでは、さらに、シリンダ
・ライナを強度の限界まで薄くさせてそれに対応させる
傾向にある。このように、シリンダ・ブロックのボア・
ピッチを変更せずにボア径を増大すると、必然的にそれ
らシリンダ・ボア間が狭くなる。それで、エンジンの運
転中、それらシリンダ・ボア間の冷却法が重要な課題と
なってくる。すなわち、ボア・ピッチを固定した場合、
そのボア間の冷却水通路の寸法でそのシリンダ・ボアの
寸法が決まり、そして、そのエンジンの出力もほぼそれ
で決まる。

しかし、従来、そのシリンダ・ボア間の冷却水通路
は、自然砂からつくられた中子で鋳抜きされるので、そ
の鋳抜き限界が幅を約13mmに制限され、それに伴って出
力の増大に限界があった。

また、従来、そのシリンダ・ボア間をさらに狭める場
合には、その冷却水通路はそのシリンダ・ボア間のシリ
ンダ・ブロックに機械加工された。

その機械加工では、長い冷却水通路の穴明けが困難
で、また、この機械加工は非常に厄介であった。

さらに、特開昭56-23345号公報には、シリンダ・ブロ
ックの製造方法が開示された。

その製造方法では、シリンダ・ブロックが自然砂を用
いる砂型で鋳造され、そして、そこでは、シリンダ・ボ
ア間に冷却水通路を形成する中子が上端または下端外周
面に断面Ｕ字状補強部材を被嵌させて補強され、そし
て、その補強部材がそのシリンダ・ブロックの冷却水通
路の上部または下部に鋳込まれることによってその中子
を薄肉にするところである。ところが、その薄肉の中子
では、その上部または下部はその補強部材で補強される
としても鋳造の際、その中間部分は変形や破損される虞
れがある。

そして、その補強部材では、鋳造の際、その中子の内
方から外方に向って生じる力によってその中子の冷却水
通路を形成するための部分が変形されるので、折曲部付
き支持アームが必要になり、また、鋳造の際、その中子
の外方から内方に向って生じる力によってその中子の冷
却水通路を形成するための部分が変形されるので、複数
の舌片が必要になる。

そのように、支持アームや複数の舌片が必要になる被
嵌構造が取られるその補強部材では、形状が複雑になっ
て加工が厄介になる。

発明の課題この発明の課題は、鋳造の際に加わる荷重を支えるの
に充分な強さを有し、鋳抜き限界が通常のそれを越えて
狭められることを可能にし、そして、鋳造の際の変形を
抑制し、また、破損を回避し、さらに、種々の鋳物品の
鋳造に摘要可能にするところの鋳造に使用される中子の
提供にある。

課題に関する発明の概要・請求する発明の内容上述の課題に関連して、この発明の鋳造に使用される
中子は、樹脂製バインダが付着されるアルミアナ系砂粒
を骨材にする人工砂から薄い肉厚にテーパ付けされて形
成される中子本体と、その中子本体の肉厚に関連して決
定される肉厚に金属から予め形成され、そして、その中
子本体において肉厚の厚い部分に一定的に組み合わせら
れる補強片とを含み、そして、その人工砂を用いること
によってその中子本体を薄肉に可能にして鋳造の際の溶
湯に耐えさせ、また、鋳造の際に加わる荷重をその補強
片で受け、そして、鋳抜き限界を通常のそれを越えて狭
めるところである。

具体例の説明以下、この発明の鋳造に使用される中子の特定された
具体例について、図面を参照して説明する。

第１ないし３図は、自動車の６−シリンダ型ディーゼ
ル・エンジンのシリンダ・ブロック（図示せず）を鋳造
する際に、そのシリンダ・ブロックのブランクとしての
鋳物品（図示せず）の内部空間、所謂、ウォータ・ジャ
ケットを形成するところのシリンダ・ブロック中子30に
適用されたこの発明の鋳造に使用される中子の具体例1
0,10,10,10,10を示している。

その中子10,10,10,10,10は、そのシリンダ・ブロック
鋳物品のシリンダ・ボア間に水路を形成する鋳抜きに使
用されたもので、そのシリンダ・ブロック中子30の一部
分を形成するようにそのシリンダ・ブロック中子30のボ
ア37-38,38-39,39-40,40-41,41-42間に位置されてその
シリンダ・ブロック中子30に一体化される。

その中子10,10,10,10,10のそれぞれは、樹脂製バイン
ダを付着させたアルミナ系砂粒を骨材にする人工砂から
薄い肉厚にテーパ付けされて形成される中子本体11と、
その中子本体11の肉厚に関連して決定される肉厚に金属
から予め形成され、そして、その中子本体において肉厚
の厚い部分に一体的に組み合わせられる補強片12とより
作られ、そして、その人工砂を用いることによってその
中子本体11を薄肉に可能にして鋳造の際の溶湯に耐えさ
せ、また、鋳造の際に加わる荷重をその補強片12で受
け、そして、鋳抜き限界を通常のそれを越えて狭めると
ころである。

この場合、その中子10,10,10,10,10は、その中子10,1
0,10,10,10の上端部分を構成するその補強片12が、肉厚
3mmに形成され、一方、その中子10,10,10,10,10の大部
分を構成するその中子本体11の下端が、肉厚2mmに形成
され、そして、その中子本体11がテーパ付けされた縦断
面形状に作られる。

その中子本体11には、所定の粒度分布にあり、そし
て、樹脂バインダを付着させたところのほぼ球形のアル
ミナ系砂粒を骨材にした人工砂が使用される。

そのアルミナ系の人工砂は、そのシリンダ・ブロック
中子30の金型（図示せず）が予めその内部にその補強片
12をセットし、そして、200℃ないし300℃に加熱されて
準備されるので、そのシリンダ・ブロック中子30の金型
内においてその補強片12上にその中子本体11の形状に空
気で吹き込まれ、それからその補強片12と一緒に焼成さ
れてその中子本体11がその補強片12上に形成されながら
その補強片12に固定的に組み合わせられ、そして、その
シリンダ・ブロック中子30に一体化される。

その補強片12は、そのシリンダ・ブロックとの関係
で、湯との融合性を考慮して、そのシリンダ・ブロック
との関係で、圧延鋼材のSS40（日本工業規格）から製作
され、そして、第３図から理解されるように片の両端で
上面13に突起15,16を、片の中央で下面14に突起17をそ
れぞれ備えてそのシリンダ・ブロック中子の金型内での
位置決めを容易にしている。

特に、その補強片12は、鋳込まれる関係上、補強性お
よび支持性を保つ上に、すなわち、鋳造の際にその中子
本体11が受ける荷重を支持可能にする充分な強さをその
中子10,10,10,10,10に与える上に、湯に融合され易い材
料および形状にするのが望ましく、また、それの肉厚
は、それらを考慮して決定される。

一方、その中子10,10,10,10,10を使用したところのそ
のシリンダ・ブロック中子30は、その中子本体11と同じ
であるところのアルミナ系の人工砂をそのシリンダ・ブ
ロック中子の金型内に空気で吹き込んでその中子10,10,
10,10,10と同時的に焼成されたもので、前方および後方
壁31,32に幅木35を、両側壁33,34の一方にボス36,36,3
6,36,36をそれぞれ備えている。

そのボス36,36,36,36,36は、その中子10,10,10,10,10
に対応された位置において、その一方の側壁33に突出さ
れてあって、そのシリンダ・ブロック鋳物品に砂抜き穴
（図示せず）を形成すると同時に、その金型内にその人
工砂を空気で押し込む際のその空気抜き口を提供するも
のである。

次に、上述の中子10,10,10,10,10を一体的に組み合わ
せたシリンダ・ブロック中子30を成形する中子造り作業
について説明するに、その中子造り作業には、上型と下
型とに上下に分割されたシリンダ・ブロック中子の金型
が使用され、また、ほぼ球形に加工され、そして、メッ
シュ70以下が約30％、およびメッシュ70〜100が約40％
の粒度分布にあり、そして、樹脂製バインダを予め付着
させたアルミナ系砂粒を骨材にした人工砂が使用され
た。

先ず、その金型の上型および下型に離型剤が予め塗布
されてあるので、その補強片12の５箇をその下型内にセ
ットし、そして、その下型にその上型を載せてそれらを
その金型に組み立てる。

次いで、その金型を約300℃に加熱した。この場合、
そのシリンダ・ブロック中子30が大きいので、その金型
は約300℃に加熱されたが、その金型の加熱温度は中子
の大きさ、バインダなどに応じて決定され、約200℃ま
で下げられる。

そのように、その金型が加熱されると、その上型の吹
込み口からその金型の内部空間にそのアルミナ系の人工
砂を空気で押し込んで充填する。

そして、その金型の内部空間に充填されたアルミナ系
の人工砂は、時間が２ないし３分間経過されると、その
バインダが溶け始め、そして、そのバインダで互いに結
合される。

その後、その下型からその上型を取り外すことによっ
て、第１図に示されるように、その中子10,10,10,10,10
を一体的い組み合わせたシリンダ・ブロック中子30が出
来上る。

上述の中子造り作業では、その中子10,10,10,10,10
が、そのシリンダ・ブロック中子30と同時的に一体化さ
れて成形されたが、その中子10,10,10,10,10は、第４図
に示されるように別の金型で成形され、それらをそのシ
リンダ・ブロック中子の金型にセットして前述のように
そのシリンダ・ブロック中子30に一体的に組み合わせる
ことも可能である。

この中子10では、その中子本体11が断面形状B₂×H×B
₁＝３×20×2.5（単位:mm）の形に成形され、補強片を
用いない場合には、鋳造の過程で容易に破損されて終っ
たが、その補強片12を用いることで鋳抜きが可能になっ
た。

さらには、前述のシリンダ・ブロック中子30は、第５
図に示されたようにその中子10,10,10,10,10の中子本体
11に穴20を明けると、そのシリンダ・ブロック鋳物品に
おけるその水路の形状を適宜に変えるところの鋳抜き、
所謂、多数鋳抜きが可能になる。そして、このようにそ
の中子10,10,10,10,10が穴抜きされ、その水路が上下に
分割される部分があると、そのシリンダ・ボア間におい
てそのシリンダ・ブロックは強度を増す。

また、そのアルミナ系の人工砂の粒度が小さいほど、
その中子10の鋳抜き限界が狭められてそのシリンダ・ブ
ロックでは、厄介なドリル作業が省かれる。

さらに、前述された中子10では、その補強片12がその
中子本体11の一端に一体的に組み合わせられたものとし
て説明されたが、鋳抜き形状に応じてその補強片12は、
適宜の形状に製作され、そして、中子本体に適宜に一体
的に組み合わせられる。

さらには、前述の中子10は、シリンダ・ブロックにお
ける水路の鋳抜きに具体化されたが、その中子10は適宜
に形状を変えて、シリンダ・ヘッド、自動車の通風型デ
ィスク・ブレーキのディスク、トルク・コンバータの部
品などに広く適用可能である。

先に図面を参照して説明されたところのこの発明の特
定された具体例から明らかであるように、この発明の属
する技術の分野における通常の知識を有する者にとっ
て、この発明の内容は、その発明の性質（nature）およ
び本質（substance）に由来し、そして、それらを内在
させると客観的に認められる別の態様に容易に具体化さ
れる。勿論、この発明の内容は、その発明の課題に相応
し（be commensurate with）、そして、その発明の成立
に必須である。

発明の便益上述から理解されるように、この発明の鋳造に使用さ
れる中子は、樹脂製バインダが付着されるアルミナ系砂
粒を骨材にする人工砂から薄い肉厚にテーパ付けされて
形成される中子本体と、その中子本体の肉厚に関連して
決定される肉厚に金属から予め形成され、そして、その
中子本体において肉厚の厚い部分に一体的に組み合わせ
られる補強片とを含むので、この発明の鋳造に使用され
る中子では、鋳造の際に加わる荷重を支えるのに充分な
強さが、その中子本体の厚肉部分に一体的に組み合わせ
られるその補強片によって確保され、その中子本体の薄
肉部分が補強されることなしに鋳造の際の溶湯に耐えら
れて鋳抜き限界が、通常のそれを越えて狭められ、具体
的には、肉厚３ないし3mmまで狭められ、鋳造の際の変
形が抑制され、また、破損が回避され、そして、種々の
鋳造品、特に、複数の内部空間を有する鋳物品の鋳抜き
が可能になり、例えば、シリンダ・ブロックに適用する
と、ボア・ピッチを固定してシリンダ・ボアが大きくさ
れ、そのシリンダ・ブロックの体積が変えられずに、エ
ンジンの出力が増大可能になり、また、同時に、その大
きなシリンダ・ボアによって狭められたシリンダ・ブロ
ックのシリンダ・ボア間に水路が鋳抜きで形成され、そ
の水路のために、ドリルによる穴明け作業が省かれ、そ
の結果、内部空間の複雑な鋳物品にとって非常に有用で
実用的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ディーゼル・エンジンのシリンダ・ブロック
を鋳造する際のシリンダ・ブロック中子に一体的に組み
合わせられたこの発明の鋳造に使用される中子の具体例
を下方を上にさせた斜視図、第２図は、第１図の２−２
線に沿って示した断面図、第３図は、第１図に示す中子
に使用された補強片の斜視図、第４図は、別の金型で成
形された第１図に示す中子の斜視図、および第５図は、
中子本体に穴明けされたこの発明の鋳造に使用される中
子の第２図に相当する断面図である。 11……中子本体、12……補強片。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−168638（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−111639（ＪＰ，Ｕ) 実開昭63−127741（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂製バインダが付着されるアルミナ系砂
粒を骨材にする人工砂から薄い肉厚にテーパ付けされて
形成される中子本体と、その中子本体の肉厚に関連して決定される肉厚に金属か
ら予め形成され、そして、その中子本体において肉厚の
厚い部分に一体的に組み合わせられる補強片とを含む鋳
造に使用される中子。