JPH084917B2 - 鋳ぐるみ中空部材を備えた鋳造部品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋳ぐるみ中空部材を備えた鋳造部品の製造
方法に関する。

この鋳造部品の製造方法は、例えば、内燃機関におけ
るシリンダライナを鋳ぐるんだアルミニウム合金製シリ
ンダブロックの製造に利用される。

〔従来の技術〕

アルミニウム製エンジンのシリンダブロックは、鉄合
金製のシリンダライナが用いられるが、このシリンダブ
ロックの製造に当たっては、シリンダライナを鋳ぐるむ
方法がある。

シリンダライナの鋳ぐるみ方法には種々あるが、特に
乾式のシリンダライナを鋳ぐるむ場合は、シリンダブロ
ックの肉厚が極めて薄くなるため、シリンダライナ回り
の湯回り性が低下する問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この湯回りの低下を防止するために、次のような方法
が採られている。

注湯するアルミニウム合金の溶湯の温度を上昇させ
ることにより、湯回り性を向上させる方法がある。しか
し、この方法では、溶湯温度を高くすると、溶湯中の水
素溶解量が増加し、水素が過飽和に溶解するため、凝固
時に放出されてピンホールやブローホール等の鋳造欠陥
を引き起こす。これに対処するためには、不活性ガスを
用いた脱ガス処理を行う必要がある。また、凝固に時間
がかかるという問題がある。

シリンダライナを乾燥炉等で加熱して、シリンダラ
イナ部分からの熱の逃げを防止する方法がある。しか
し、この方法では、シリンダライナの加熱工程が別途必
要になる。また、アルミニウム溶湯と接触するライナの
外周部が酸化し、鋳ぐるみ時の隙間発生の原因となる。

鋳ぐるみ部分の肉厚を大きくとることにより湯回り
を向上する方法があるが、シリンダブロックの重量が増
加するので、好ましくない。

溶湯の注湯速度を速くする方法があるが、この方法
によれば、注湯された溶湯に乱流を生じて、空気を巻き
込んでブローホール等の鋳造欠陥の原因となる。

したがって、本発明の目的は、別ステーションでの余
分な工程の付加や欠陥の発生がない鋳ぐるみ中空部材を
備えた鋳造部品の製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明の鋳ぐるみ中空部材を備えた鋳造部品
の製造方法は、中空部材を型もしくは中子に装着した状
態で加熱した後、冷却することを特徴とする。

具体的には、本発明の構成は次の通りである。

外周部分に溶湯を配し内周部分が型外へ連絡する中空
部材を鋳ぐるんで鋳造を行う方法である。

まず、中空部材を型もしくは中子に装着した状態で中
空部材を内周部分より加熱を行う。次に、中空部材の外
周部分と型もしくは中子で形成されるキャビティに注湯
を行い、中空部材を内周部分より冷却するものである。

〔作用〕

上述の本発明の鋳ぐるみ中空部材を備えた鋳造部品の
製造方法によれば、中空部材を型もしくは中子に装着し
た状態で加熱した後、冷却を行うので、注湯時に中空部
材が高温に保持されており、溶湯の湯回り性が高くな
る。また、注湯後には、中空部材を介して冷却が行われ
るので、溶湯の凝固が促進されるとともに、中空部材を
基準として指向性凝固が生じる。

〔実施例〕

次に、第１図ないし第３図に基づき、本発明にかかる
鋳ぐるみ中空部材を備えた鋳造部品の製造方法の実施例
を説明する。

本実施例は、本発明にかかる製造方法を、乾式のシリ
ンダライナを備えたシリンダブロックへ適用したもので
ある。ここでは、シリンダライナが中空部材に相当し、
シリンダブロックが鋳造部品に相当する。

第１図は中空部材を装着した鋳型に注湯する状態を説
明する図面であり、シリンダブロック用鋳型の縦断面
図、第２図は鋳造されたシリンダブロックの斜視図、そ
して、第３図はシリンダライナを装着した中子の斜視図
である。

まず、本製造方法に用いられる鋳造装置について説明
する。

第１図に示す鋳造装置10は、中央部分に開口部を有す
る下型ダイベース12の上に同じく開口部分を有する下型
本体14が固定され、その上に横型16が載置されている。
下型ダイベース12はには、車輪18が４ケ取り付けられて
おり、車輪18は、レール20上を移動可能とされており、
中子や型の組み付け位置、組み付け位置、中子除去位置
との間を移動するようになっている。

横型16のレール20側には、それぞれノブ22が設けられ
ており、横型開閉装置24により横型16を図上で左右に開
閉可能とさている。横型16の内部には、下型本体14との
間で鋳造空間が形成されており、下型本体14には、ウォ
ータージャケット中子26が固定されている。そして、ウ
ォータージャケット中子26の内側には、クランク中子28
の下端28aに装着された中空のシリンダライナ30の下端3
0aが下型本体14の突部14aに嵌合されている。クランク
中子28は、第３図に示すように複数の中子に分割されて
おり、両側にフロント型32とリヤ型34が配設されてお
り、組み合わされた中子アッシーが横型16に装着される
ようになっている。

横型16、ウォータージャケット中子26、クランク中子
およびシリンダライナ30によりシリンダブロックのキャ
ビティ36が形成されている。キャビティ36には、横型16
に支持されたオイルホール中子38が配設されている。ま
た、キャビティ36の上方の開口部36aには、注湯容器40
から溶湯40aがキャビティ36内へ注湯されるようになっ
ている。

また、シリンダライナ30の内側中心部分には、加熱用
チップ42を取り付けたバーナー44がシリンダ46により下
型ダイベース12と下型本体14の中心部分の開口部を挿通
して進退可能に配設されている。バーナー44には、ホー
ス46より燃焼ガスが供給されるようになっている。

次に、第２図にその外観を示すシリンダライナ30を鋳
ぐるんだシリンダブロック50の製造方法を順を追って説
明する。

鋳造方案の製造に当たって、予め中子を造型してお
く。ウォータージャケット中子26とオイルホール中子38
は、それぞれ熱硬化性の砂であるシェル砂を用いて造型
した。クランク中子28は、自硬化性の砂であるカオーラ
イトナーを用い、シリンダライナ30とともに成形を行っ
た。

下型ダイベース12を取り付け位置に移動した状態で、
これらの中子の取り付けをおこなう。そして、これらの
中子の内クランク中子28とオイルホール中子38は予め組
み付けを行っておく。

まず、ウォータージャケット中子26を下型14に装着す
る。このとき、横型16は、開いた状態である。次に、横
型開閉装置24を作動させて横型を閉じ、鋳造空間を形成
する。そして、鋳造空間にクランク中子28とオイルホー
ル中子38のアッシーを装着する。このアッシーは、シリ
ンダライナ30の下端30aと下型14の突部30aとの嵌合およ
び横型16によるクランク中子28の支持により装着され
る。

中子の取り付けが終了すると、レール20の下方に待機
していたバーナー44が、シリンダ46の作動により下型ダ
イベース12および下型14の開口部を通りシリンダライナ
30の内側中心部分を上昇する。そして、その上端におい
て、ホース48より燃焼用ガスが供給され、バーナー44の
先端の着火手段（図示しない）により着火が行われる。
これにより、シリンダライナ30の内周面が加熱される
が、この加熱とともに、下型ダイベース12が注湯位置ま
で移動する。

下型ダイベースが注湯位置まで移動すると、こき鋳造
装置10全体が図示しない傾動手段により約60゜傾ける。
この状態で注湯容器40より溶湯40aがキャビティ38内へ
注がれる。この溶湯40aは、予め約750℃の温度に保持さ
れたアルミニウム溶湯（JIS規格におけるAC2B）を柄杓
等により注湯容器40に約750℃に保持されたアルミニウ
ム溶湯40aが、注湯容器40に柄杓等により注がれる。そ
して、この間にシリンダ46を作動してバーナー44を原位
置に後退させる。

上述のように注湯が終了すると、次の冷却ゾーン（図
示しない）において、バーナー44と同形状でエアーを噴
出させるようにした冷却ノズルが移動、上昇して、シリ
ンダライナ30の内面にエアーを噴出して、冷却を行い、
シリンダブロック50の凝固を促進させつつ、いわゆる指
向性凝固を生じさせる。

そして、凝固が終了すると、横型開閉装置24によりノ
ブ22を介して鋳型16を開いて、凝固したシリンダブロッ
ク50を取り出し、中子28の砂焼きによる中子の除去を行
い、第２図に示すシリンダライナ30を鋳ぐるんだシリン
ダブロック50を得る。

上述したように、本実施例の方法によれば、従来と同
じ鋳造の工程内でシリンダライナ30の加熱を行うことが
できるため、加熱ステーション等の特別の設備が不要と
なる上、加熱後すぐに注湯が行われるので、シリンダラ
イナ30の温度の低下が少ない。したがって、シリンダラ
イナ30の温度の低下による湯回り性の低下が少ない。

また、加熱と注湯作業が同一ステーションで連続的に
行われるので、加熱されたシリンダライナ30に作業者が
直接手を触れることがなく、作業性および安全性が高く
なる。

また、シリンダライナ30の内面を広い面積にわたり冷
却するので、冷却効果が極めて大きく、凝固時間の大幅
な短縮になるとともに、指向性凝固により、ひけ巣等の
欠陥のないすぐれたシリンダブロック50が得られる。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本
発明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請
求の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含される
ものである。

〔発明の効果〕

以上より、本発明の鋳ぐるみ中空部材を備えた鋳造部
品の製造方法によれば、溶湯の湯回り性が高く、凝固が
促進され、指向性凝固が生じるので、別ステーションで
の余分な工程を付加することなく鋳造欠陥がない鋳ぐる
み中空部材を備えた鋳造部品が得られる。

また、加熱および冷却に中空部材の内周部分を利用す
るので、加熱、冷却が効率的に行われるとともに、設備
スペースが低減される利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、本発明にかかる鋳ぐるみ中空部
材を備えた鋳造部品の製造方法の実施例を説明するため
の図面である。 第１図は中空部材を装着した鋳型に注湯する状態を説明
する図面であり、シリンダブロック用鋳型の縦断面図で
ある。 第２図は鋳造されたシリンダブロックの斜視図である。 第３図はシリンダライナを装着した中子の斜視図であ
る。 10……鋳造装置 16……鋳型 28……クランク中子 30……シリンダライナ（中空部材） 36……キャビティ 50……シリンダブロック（鋳造部品）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周部分に溶湯を配し内周部分が型外へ連
   絡する中空部材を鋳ぐるんで鋳造を行うに当たり、 中空部材を型もしくは中子に装着した状態で中空部材を
   内周部分より加熱した後中空部材の外周部分と型もしく
   は中子で形成されるキャビティに注湯を行い、中空部材
   を内周部分より冷却することを特徴とする鋳ぐるみ中空
   部材を備えた鋳造部品の製造方法。